面向自動(dòng)化裝配的少自由度并聯(lián)機(jī)器人研究.pdf

1、自由度數(shù)量少，運(yùn)動(dòng)靈活輕便的少自由度并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊化程度高，在電子產(chǎn)品裝配、焊接、分揀、噴涂等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文設(shè)計(jì)了一種新型少自由度并聯(lián)機(jī)器人SCARA_Tau，該機(jī)器人結(jié)合了 SCARA和Delta的優(yōu)勢(shì)，包含三個(gè)平動(dòng)自由度，驅(qū)動(dòng)同軸布置，具有類似圓環(huán)體的大工作空間。論文對(duì)該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化進(jìn)行了研究，為SCARA_Tau的工程應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，主要工作如下：
　

2、　基于螺旋理論建立了機(jī)構(gòu)的分支運(yùn)動(dòng)螺旋系，根據(jù)修正的自由度計(jì)算公式求解出機(jī)構(gòu)的自由度。利用坐標(biāo)變換建立了 SCARA_Tau機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并與軟件仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正確性。采用數(shù)據(jù)點(diǎn)循環(huán)遍歷的方式，求取了機(jī)構(gòu)的工作空間。求解了機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣，并根據(jù)雅克比矩陣行列式分析了機(jī)構(gòu)的奇異位形。對(duì)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)繞z軸的伴隨運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，并提出抵消伴隨運(yùn)動(dòng)的解決方案。
　　基于虛功原理，建立了 SCARA_Ta

3、u機(jī)器人逆動(dòng)力學(xué)模型。為滿足機(jī)器人控制過(guò)程中的實(shí)時(shí)性要求，將中間連桿質(zhì)量分配到驅(qū)動(dòng)臂和動(dòng)平臺(tái)，得到了機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型，將模型計(jì)算結(jié)果與RecurDyn軟件仿真結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了逆動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
　　篩選出影響機(jī)器人工作空間和運(yùn)動(dòng)靈巧性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，以工作空間和運(yùn)動(dòng)靈巧性為目標(biāo)函數(shù)，利用遺傳算法對(duì)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，提升了機(jī)構(gòu)性能。
　　根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種SCARA_Tau樣機(jī)結(jié)構(gòu)，對(duì)樣機(jī)立柱內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)