高速輕型并聯(lián)機(jī)械手關(guān)鍵技術(shù)及樣機(jī)建造.pdf

1、該文研究了一種可實(shí)現(xiàn)二平動(dòng)自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)、尺度綜合、伺服電機(jī)參數(shù)預(yù)估、控制器參數(shù)整定、運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)了一臺(tái)可充電電池質(zhì)量高速自動(dòng)分揀機(jī)械手產(chǎn)品化樣機(jī),取得了如下創(chuàng)造性成果:□利用平行四邊形的性質(zhì),提出一種具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),可實(shí)現(xiàn)二平動(dòng)自由度的全鉸接并聯(lián)機(jī)構(gòu)---Diamond機(jī)構(gòu).該機(jī)構(gòu)因采用轉(zhuǎn)動(dòng)副,伺服電機(jī)安裝在機(jī)架上,故制造成本低,且利于實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng).將該機(jī)構(gòu)與一單自由度進(jìn)給機(jī)構(gòu)串接可構(gòu)成三平動(dòng)自由度混聯(lián)機(jī)

2、械手,因此特別適用于在一個(gè)平面內(nèi)需要高速運(yùn)動(dòng),而在與該平面正交方向需要長(zhǎng)(短)距步進(jìn)或緩進(jìn)的場(chǎng)合.□提出了一種全域綜合性能指標(biāo).該指標(biāo)兼顧了雅克比矩陣條件數(shù)全域均值和波動(dòng)量間的矛盾,同時(shí)通過(guò)引入傳力特性、工作空間/機(jī)構(gòu)體積比、以及工程可行性等一系列約束條件,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)尺度的最優(yōu)綜合.提出一種確定伺服進(jìn)給電機(jī)參數(shù)的方法.該方法借助奇異值分解原理,建立了關(guān)節(jié)變量上界與單位操作變量間的映射關(guān)系,進(jìn)而可快速預(yù)估出伺服電機(jī)參數(shù).□提出一種對(duì)固

3、定增益PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)整定的有效方法.該方法采用CHR擾動(dòng)抑制算法整定速度環(huán)參數(shù),并根據(jù)電控與機(jī)械子系統(tǒng)匹配原則,實(shí)現(xiàn)位置環(huán)增益整定.上述方法與速度前饋功能,有效地提高了機(jī)械手的速度、軌跡精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性.□提出一種首先辨識(shí)主動(dòng)臂回零轉(zhuǎn)角誤差,而后再辨識(shí)其它幾何參數(shù)誤差的分層遞階運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法.理論與工程實(shí)踐證明,該方法具有很強(qiáng)的魯棒性.□基于上述研究成果,建造出一臺(tái)可充電電池質(zhì)量高速自動(dòng)分揀機(jī).樣機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、生產(chǎn)率