文档介绍：华大学西硕士学位弦论文题目:可重构模块化机器人的构形及运动学设计秦小屿机械制造及其自动化智能机器人技术西华大学论文起止日期:年月至年研究生;王勇指导教师:业:研究方向:培养单位:专
晔俐则讹敝可重构模块化机器人的构形及运动学设计指导教师秦小屿研究生王勇计的寻优方法。机械制造及自动化专业随着机器人的应用范围越来越广。,机器人的任务和环境≈韧璺ㄈ范ǎ雨构模块化机器人成为在这种任务和环境下工作的应运而生的一种魅恕?‘前构模块化机器人是山一系列不同尺寸的关节模和连卡模块组成的,然后根拆:特:务的要求选择一组模块而装配成的机器人。本文主要划’可匝海籮模块化机器人的模块设计和构形设计的原理以及运动学进行了一些初步的研究。构形设汁是可重构模块化机器人设汁的重要内容之一。根掂可重均肌器人构形设计的特点将可重构机器人的构形设计分为概念构形设计和构形设计两个阶段。概念构形设计结果是确定能完成给定任务的机器人的体系结构,这个体系结构反映了机器人的基本结构构形。构形设计的结果是具体确定完成任务的机器人的特定模块及它们之⑷認的连接关系。最后,选用遗传算法作为构彤设建立可重构机器人运动学分析的统一模型是可重构机器人的主要内容之一。运动学分析的统一模型包括可重构机器人的『硕P秃湍嬖硕型。正运动学模型的建立是采用运动旋量的指数乘积公式。此方法只需要将已经给定的各个模块的变换矩阵,按照装配成机器人的模块顺序緄从基座丌始剑木端喑嘶偷玫交魅说腎硕Х匠獭4肆Α7ù蟠笕坊嘶魅嗽动学汁算中确定坐标系的烦琐工作。对可重构模块化机器人逆运动学,我们采川部指数乘积公式和微分运动学公式⒔⒌哪嬖硕P汀H缓蟛捎,佟だ账傻ɑ竦檬的嬖硕У牡健2捎眉扑慊鶰言建立了正运动学和逆运动学的用户界面,进一步简化了机器人:、逆运动学
可巫构膜块化机器人;模块设计;构形设计:运动学的汁关键同:
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研究背景及意义第一章绪论产品族的设计方法,建立产品族的模块化平台【,产品的设计成为产:品构形的线的效率,又有通璞傅娜嵝浴K钥芍卣け菔俏蠢粗圃煜低场⑸璞负筒浩随着市场竞争的日盏激烈,市场需求的不断变化和不可预测,未来的产品具有以下特点:产品需求趋于个性化、生命周期日益缩短、知识和信息含量日益增多,这就对产品及其制造系统提出了新的要求。目前采取的方法足:一方面在产品的设计和生产组织上采用大批量定制生产模式飞杓撇捎蒙设计。另一方面是增加制造系统的柔性。如柔性制造系统,采用大量全功能的加工中心、数控设备、机器人等提高制造系统的功能范围,以满足各种不同类型和尺寸产品的加工,在过去的制造系统实践中己取得很好的效果。但籪畔统越来越复杂,通过增加系统功能来提高系统柔性的方法己使系统的复杂性大大提高、可靠性大大降低、生产效率大大降低,显然也不能适应日前市场变化的需求。因此制造系统发展方向是采用可’重构的制造系统,它既具有专可重构性就是机电产品或系统能够根据外部环境和竦谋浠⒛诓状态的变化州糕自身结构构形的一种能力。构形重构的动力来自于外部要求的变化和内部性能的变化;构形重构的目的是适应任务变化的需要;重构的方法有机械结构构形的变化、控制系统软、硬件结构构形的变化、组织管理形式和方法的变化。机器人技术的发展使得机器人的能力不断提高,机器人应用的领域和范围正在不断扩展,人们希望机器人能完成更加复杂的任务。通过重新编程,机器人能很容易地完成许多不同的任务,然而一台机器人能完成任务的范围却受其自身的机械结构限制。对于给定任务,可以根据任务要求来选择机器人的最佳结构,如喷漆或焊接作业,一股采用垂直关节结构的机械手,而对于高精度的桌面精密装配作业,则采刖水平峁沟幕凳帧尽!薄6杂谝恍┎豢稍西华大学硕士学位论文的:必要特征。
量川秘㈨不可能将哂械幕魅硕挤⑹5娇占湔局衶俊R虼耍枰J褂靡恢可重构模块化机器人的研究和发展现状知的作业任务或不断变化的作业,就无法选择机器人的母佳结构,需要应用≯多具有不同运动学和动力学特性的机器人来完成作业任务,这利『。例如,空问站矶喙ぷ餍枰;魅死赐瓿桑接谥能根据任务要求改变自身构型谆魅死赐瓿刹豢稍ぶ5拟粢等挝瘛?芍毓够器人的研究是在此类应用背景下丌始的。从理论上来讲,机器人是一种柔性;鳎芡ü喑汤词视π碌膉鳎然而实际应用中很少使用这种情况。但传统的机器人都是根据特定的应用范围来丌发的,虽然对那些任务叫确的工业应用来卅,这种机器人已经足够满足实际需要了,然而由于市场全球化的竞争,机器人的应用范围要求越来越广,丽每种机器人的构形仅能适应一定的有限范围,因此机器人的柔性不能满足市场变化的要求,解决这一问题的方法就是』悍⒖芍毓够魅讼低常莇惶拙仃再种尺寸和