Delta機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及仿真.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人是_類全新的機(jī)器人，它具有剛度大、承載能力強(qiáng)、精度高、自重負(fù)荷比小、動(dòng)力性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，與目前廣泛應(yīng)用的串聯(lián)機(jī)器人在應(yīng)用上構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，因而擴(kuò)大了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。Delta并聯(lián)機(jī)器人是最典型的空間三自由度移動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，Delta機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，驅(qū)動(dòng)部分均布于固定平臺(tái)，這些特點(diǎn)使它具有良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，實(shí)驗(yàn)條件下末端控制加速度可高達(dá)如50g(重力加速度)。大量的實(shí)踐證明，Delta機(jī)構(gòu)是迄今為止設(shè)計(jì)最成功

2、的并聯(lián)機(jī)構(gòu)之一。目前，Delta并聯(lián)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化妝品、食品和藥品的包裝和電子產(chǎn)品的裝配。 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)是機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、機(jī)器人控制和規(guī)劃的基礎(chǔ)，在機(jī)器人研究中占有重要的地位。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究內(nèi)容包括正向運(yùn)動(dòng)學(xué)和反向運(yùn)動(dòng)學(xué)，對(duì)于并聯(lián)機(jī)器人，其反向運(yùn)動(dòng)學(xué)相對(duì)簡單而正向運(yùn)動(dòng)學(xué)復(fù)雜。本文對(duì)三自由度Delta機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了研究。通過對(duì)Delta機(jī)器人結(jié)構(gòu)的分析，建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，確定了各個(gè)構(gòu)件的空間位姿?；趧?dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)之間的矢

3、量關(guān)系以及機(jī)構(gòu)的約束方程，建立了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，推導(dǎo)出位置反解公式，同時(shí)給出了位置正解的數(shù)值解法。在位置反解方程的基礎(chǔ)上，分析了Delta機(jī)器人的工作空間，推導(dǎo)出該機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣，并對(duì)速度和加速度進(jìn)行了求解。 最后，在運(yùn)動(dòng)學(xué)反解模型的基礎(chǔ)上，利用VC++和OpenGL開發(fā)了基于Windows平臺(tái)的三自由度Delta機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)可視化仿真軟件系統(tǒng)。在VC++環(huán)境下，調(diào)用OpenGL函數(shù)庫中的圖形函數(shù)，建立機(jī)器人的三維實(shí)體模型