码垛机器人运动特性的研究与实现

发布时间：2017-11-05 12:04

  本文关键词：码垛机器人运动特性的研究与实现

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【摘要】：码垛机器人,就是依照集成单元化思想,将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛,从而实现物料的储存、装卸、搬运和运输等物流活动。近年来,随着工业自动化、智能化水平的提高,码垛机器人正在物流领域扮演着愈发重要的角色,成为当下工业机器人的研究热点。课题针对码垛机器人的设计进行了相关理论的研究,并对机器人调试过程中遇到的问题,进行了理论分析,提出了解决方法,并进行了实验验证。首先,介绍了码垛机器人机械结构的设计,在此基础上利用几何关系,进行机器人主传动机构的运动分析,通过建立参考坐标系优化计算,利用坐标系之间的齐次变换,得到码垛机器人运动学位置的正反解,并且通过实际测得的数据验证了其正确性。利用其一阶、二阶导数得到速度、加速度的运动学正反解。通过雅各比矩阵分析了机器人的奇异性,并且根据其机械约束,利用数值法计算了码垛机器人的理论工作空间。其次,利用拉格朗日法分析广义坐标下机器人各个杆件运动的动能与势能,建立了动力学完整形式的方程式,从理论上分析其动力学性能。在Solidworks环境下进行虚拟装配得到码垛机器人的结构模型,将其简化模型导入ADAMS软件中,并控制机器人末端运动,仿真分析腰部驱动关节的力矩与速度、加速度的关系,得到其运动曲线图,以及力矩峰值时对应的机器人位姿,理论验证动力学方程的正确性,为最优加速度研究提供依据。再次,针对机器人调试过程中遇到的运动容易超限的问题,研究了不同的速度曲线控制方式,提出了一种加速度最优的,满足运动约束的T型速度曲线控制方法,在保证运动平稳的基础上,充分发挥驱动关节的驱动性能。并且详细介绍了机器人轨迹规划算法的实现过程。最后,介绍码垛机器人运动控制系统的设计。分别调用封装好的单轴绝对位置、轴组连续曲线运动控制指令编写程序,通过与传统速度曲线下的运动进行比较,表明无论单轴还是轴组,该最优加速度轨迹规划算法下的各个驱动关节的驱动性能最优。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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6 赵兴;，

本文编号：1144084