四自由度機械臂的運動規(guī)劃和物體搬運系統(tǒng)【文獻綜述】

1、1畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化四自由度機械臂的運動規(guī)劃和物體搬運系統(tǒng)四自由度機械臂的運動規(guī)劃和物體搬運系統(tǒng)一、設(shè)計四自由度機械臂的意義盡管對于機械操作臂的研究已不是一個全新的課題，但是，如何在機械手臂高位置精度的條件下，盡可能地降低制造成本和縮短制造周期，這仍是值得不斷探索的問題。傳統(tǒng)工業(yè)機械臂，其設(shè)計方法多為串聯(lián)形式，即通過將驅(qū)動與傳動元（如電機、減速器等）直接安裝在轉(zhuǎn)動副附近，這樣的設(shè)計雖然簡

2、單直接，但是由于驅(qū)動件自身成為了機械臂負載，能大大減少機械臂的有效載荷，同時也會產(chǎn)生振動等不良影響降低機械臂定位精度。為此提出了利用鋼絲傳動機構(gòu)來實現(xiàn)驅(qū)動件到末端負載的動力傳遞，這樣的設(shè)計可以最大程度減小驅(qū)動件本身對于機械臂負載能力的影響，同時由于鋼絲本身的彈性也使得機械臂具有一定柔性，實現(xiàn)一定的自適應(yīng)功能。由于傳動件的位置調(diào)整，所以在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，要求能夠?qū)τ跈C械臂最終的末端位置準(zhǔn)確地進行反饋控制。四自由度的關(guān)節(jié)式機器人在當(dāng)今工業(yè)

3、界有廣泛應(yīng)用。它分別由四個旋轉(zhuǎn)軸進行操縱，其末端可以靈活地在三維空間中運動。根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向不同，旋轉(zhuǎn)軸分為平行于連桿和垂直連桿的兩類關(guān)節(jié)。題目中所給出的簡化機械臂模型可以歸類為由步進式電機進行操縱的設(shè)備這種操縱的優(yōu)點是穩(wěn)定而可靠但是缺點在于步長是離散化的可能會對精度造成影響.題目要求為這類機器人設(shè)計一個通用的算法用來計算執(zhí)行指定動作所要求的指令序列.二、機器人的國內(nèi)外研究狀況1、機器人的國內(nèi)研究狀況我國有組織有計劃地發(fā)展機器人事業(yè)應(yīng)該說

4、是從“七五”期間的科技攻關(guān)及實施“863計劃”開始的。經(jīng)過十幾年來的研制、生產(chǎn)、和應(yīng)用，有了長足的進步。目前在一些方面，如噴涂機器人、弧焊機器人、點焊機器人、搬運機器人、裝配機器人、特種機器人(水下、爬壁、管道、遙控等機器人)，已掌握了機器人的設(shè)計制造技術(shù)，解決了控制、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計和配置、軟件的設(shè)計和編制等關(guān)鍵技術(shù)；還掌握了自動化3本但其技術(shù)水平較高占有一定的優(yōu)勢。在亞洲，韓國的機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很迅速，現(xiàn)排名世界前列而日本、韓國和新加

5、坡的機器人密度(即制造業(yè)中每萬名雇員占有的工業(yè)機器人數(shù)量)居世界第13位，包攬了前三名。西歐的意大利、法國、英國和東歐的匈牙利、波蘭等，機器人制造業(yè)及應(yīng)用機器人的情況都有很大發(fā)展。圖1圖2其他特種機器人是國外近年來才迅速發(fā)展起來的，是機器人技術(shù)的一個重要發(fā)展方向，主要研究方向有：空間機器人，醫(yī)用機器人，水下機器人，建筑機器人和軍用排爆機器人等等?，F(xiàn)在國外的機器人各個方面的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為：2.1機械結(jié)構(gòu)以關(guān)節(jié)型為主流，80年代發(fā)明的適用于

6、裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)型機器人約占總量的1／3。90年代初開發(fā)的適應(yīng)于窄小空間、快節(jié)奏、全工作空間范圍的垂直關(guān)節(jié)型機器人大量用于焊接和上、下料。應(yīng)3K和汽車、建筑、橋梁等行業(yè)的需求，超大型機器人應(yīng)運而生。2.2控制技術(shù)大多采用32位CPU，控制軸數(shù)多達27軸，NC技術(shù)、離線編程技術(shù)大量采用。協(xié)調(diào)控制技術(shù)日趨成熟，實現(xiàn)了多手與變位機、多機器人的協(xié)調(diào)控制。采用基于PC的開放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)已成為一股潮流。2.3驅(qū)動技術(shù)80年代發(fā)展起來的AC伺服驅(qū)