雙自由度平面五桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)仿真和軌跡控制.pdf

1、本課題來自上海海事大學(xué)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐基地項(xiàng)目——平面機(jī)器人運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和軌跡控制的實(shí)驗(yàn)研究。 本課題研究的目的是：1)探討平面多自由度多桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、分析及軌跡控制的方法；2)研討平面多自由度多桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真；3)了解數(shù)控程序的數(shù)字化編程以及PC機(jī)和數(shù)控系統(tǒng)間通訊的方法； 受控連桿機(jī)構(gòu)是指一個(gè)或若干個(gè)原動(dòng)件受計(jì)算機(jī)控制，從而使機(jī)構(gòu)精確實(shí)現(xiàn)任意給定運(yùn)動(dòng)并具有智能化的一類機(jī)構(gòu)。精確實(shí)現(xiàn)任意給定運(yùn)動(dòng)是機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域具有重要

2、實(shí)際意義的一大難點(diǎn)，受控機(jī)構(gòu)與受控機(jī)構(gòu)學(xué)的研究正是應(yīng)這一要求而興起的。具有一個(gè)或兩個(gè)受控原動(dòng)件的平面受控五桿機(jī)構(gòu)是一個(gè)兩自由度機(jī)構(gòu)。本文以精確實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)為目的，對(duì)受控平面五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究： 1)平面五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，包括五桿機(jī)構(gòu)的類型、工作空間、曲柄存在條件和運(yùn)動(dòng)干涉等的研究。 2)連桿點(diǎn)軌跡控制研究： a、控制原理研究； b、二個(gè)原動(dòng)件輸入位置的計(jì)算，包括根據(jù)預(yù)定軌跡上的已知點(diǎn)計(jì)算輸入

3、位置；根據(jù)連桿點(diǎn)沿預(yù)定軌跡作等速運(yùn)動(dòng)的要求確定輸入位置及根據(jù)連桿點(diǎn)沿預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)且主電機(jī)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的要求計(jì)算輸入位置等三種情況。 3)實(shí)驗(yàn)裝置的制作和軌跡控制的實(shí)現(xiàn)，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真。 本文通過對(duì)五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，建立為使連桿點(diǎn)走出預(yù)定軌跡的五桿機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，然后通過解析法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，得出與連桿點(diǎn)所走軌跡相匹配的各桿位置，再使用VB語(yǔ)言對(duì)此數(shù)學(xué)模型進(jìn)行編程，求得兩種控制方式下的動(dòng)畫仿真以及主動(dòng)件的兩個(gè)輸