發(fā)布時間：2018-06-01 12:46

  本文選題：夾具機(jī)器人 + 運(yùn)動學(xué)建模��； 參考：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：夾具在汽車生產(chǎn)線中發(fā)揮著越來越重要的作用,應(yīng)用越來越廣泛,可移動的夾具在實際生產(chǎn)中是提高汽車生產(chǎn)線效率的一個重要因素。本文根據(jù)項目實際要求結(jié)合本課題組的研究內(nèi)容,設(shè)計了一款新型的五自由度可重構(gòu)夾具機(jī)器人,并對構(gòu)建的可重構(gòu)夾具機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)進(jìn)行分析等,主要做了以下幾個部分的工作。首先對夾具機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析,了解傳統(tǒng)工裝夾具與工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展水平,了解傳統(tǒng)工裝夾具與工業(yè)機(jī)械手各自優(yōu)點,為機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)夾具機(jī)器人的工作對象、項目要求以及工況要求,在參考了國內(nèi)外已有成熟的夾具機(jī)器人的基礎(chǔ)上設(shè)計了一款新型的可重構(gòu)夾具機(jī)器人,應(yīng)用Solidworks對其建模并對夾具機(jī)器人的主體及夾具末端總成的驅(qū)動裝置進(jìn)行選型并進(jìn)行參數(shù)校核,并通過Ansys中Workbench模塊對可重構(gòu)夾具機(jī)器人主體及其末端總成的關(guān)鍵受力部件進(jìn)行靜力學(xué)分析。其次通過D-H建模方法對可重構(gòu)夾具機(jī)器人主體進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)建模,得到了其運(yùn)動學(xué)的正解,同時通過改進(jìn)遺傳算法解決了可重構(gòu)夾具機(jī)器人主體逆解不唯一的情況,并得到最優(yōu)解。在Matlab環(huán)境下,基于Robotics Toolbox工具箱,結(jié)合夾具機(jī)器人相關(guān)參數(shù),建立夾具機(jī)器人三維模型,利用蒙特卡洛法計算出工作空間,為確定機(jī)器人構(gòu)型及各部分尺寸提供了理論依據(jù)。最后應(yīng)用關(guān)節(jié)插值法,對比分析笛卡爾空間軌跡規(guī)劃與關(guān)節(jié)插值空間軌跡規(guī)劃的優(yōu)缺點,應(yīng)用3次多項式插值法對夾具機(jī)器人主體進(jìn)行運(yùn)動軌跡規(guī)劃與分析,規(guī)劃的結(jié)果顯示出運(yùn)動過程的實時情況,得到主體末端關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動軌跡曲線以及各關(guān)節(jié)在一定時間內(nèi)角位移及角速度的曲線,驗證了夾具機(jī)器人設(shè)計的可靠性和穩(wěn)定性,為今后進(jìn)一步設(shè)計研究創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Fixture plays a more and more important role in automobile production line, and its application is more and more extensive. Movable fixture is an important factor to improve the efficiency of automobile production line in actual production. According to the actual requirements of the project and the research contents of our group, a new reconfigurable fixture robot with five degrees of freedom is designed, and the kinematics of the reconfigurable fixture robot is analyzed. Mainly do the following parts of the work. Firstly, the development status of jig robot at home and abroad is analyzed, the development level of traditional fixture and industrial manipulator is understood, and the advantages of traditional fixture and industrial manipulator are understood, which lays a theoretical foundation for the structure design of robot. According to the working object, project requirement and working condition requirement of jig robot, a new reconfigurable fixture robot is designed on the basis of referring to the domestic and foreign mature jig robot. Solidworks is used to model the fixture robot and the driving device of the fixture end assembly is selected and the parameters are checked. The static analysis of the main body of reconfigurable fixture robot and the key components of its end assembly is carried out by Workbench module in Ansys. Secondly, the kinematics modeling of the reconfigurable fixture robot is carried out by D-H modeling method, and the positive kinematics solution is obtained. At the same time, the inverse solution of the reconfigurable fixture robot is solved by the improved genetic algorithm. The optimal solution is obtained. In the Matlab environment, based on the Robotics Toolbox toolbox and the related parameters of the fixture robot, the 3D model of the fixture robot is established, and the workspace is calculated by Monte Carlo method, which provides a theoretical basis for determining the configuration of the robot and the dimensions of each part. Finally, the advantages and disadvantages of Cartesian space trajectory planning and joint interpolation space trajectory planning are analyzed by using joint interpolation method, and the motion trajectory planning and analysis of the main body of fixture robot are carried out by using the cubic polynomial interpolation method. The results of the planning show the real-time situation of the motion process. The three-dimensional motion trajectory curve of the main body end joint and the curve of the angular displacement and angular velocity of each joint in a certain time are obtained. The reliability and stability of the jig robot design are verified. It has created a good foundation for further design and research in the future.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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本文編號：1964230