基于特種工件的大工作空間噴涂機器人設計與分析.pdf

1、本課題以大型特種工件表面防熱層噴涂作業(yè)為背景，針對工件表面噴涂作業(yè)任務要求，提出一種大工作空間噴涂機器人構型方案，進行運動學、工作空間和奇異位形分析，開展軌跡規(guī)劃和動力學仿真，其研究結果為大型特種工件噴涂機器人研制提供理論指導，課題研究具有重要的理論意義和實際應用價值。
　　論文主要研究內容如下：
　　1.根據(jù)大型工件噴涂任務要求，利用圖形學方法開展串聯(lián)機器人構型設計，提出大型工件表面防熱層噴涂串聯(lián)機器人的不同設計方案。結合

2、工件具體噴涂要求，對幾種設計方案進行比較分析后，確定一種噴涂機器人設計方案，據(jù)此完成噴涂機器人尺寸綜合設計。
　　2.對噴涂機器人機構進行運動學分析，應用D-H法建立機器人正逆位置分析模型，結合數(shù)值計算軟件mathmatica求出其解析解。對噴涂機器人機構工作空間分析、奇異位形進行分析，采用蒙特卡洛方法及matlab編程繪制了機器人的三維空間及二維截面的工作空間，采用螺旋理論及零空間方法分析了擬定機構的奇異位形情況，在此基礎上確定

3、機器人末端操作器在三維空間中的運動范圍。
　　3.根據(jù)工件特點和噴涂靈活避障要求，對噴涂機器人無干涉、連續(xù)噴涂的路徑軌跡規(guī)劃進行研究，完成滿足特定精度要求的插值運算和位置逆解運算，在關節(jié)空間內對各個關節(jié)的運行軌跡進行規(guī)劃。
　　4.在噴涂機器人三維建?；A上，利用噴涂路徑軌跡規(guī)劃結果，對機構進行運動學仿真，驗證本文中關于運動學解和軌跡規(guī)劃結果等理論計算的正確性。對噴涂機器人機構進行動力學分析，驗證在大工作空間條件下，大尺寸機