异形小工件抛光机械手的轨迹规划研究

论文摘要

工业机械手是机械手中的一个重要分支,是机械手领域的重要研究发展方向。对工业机械手运动轨迹规划和控制的研究,一直受到人们的普遍关注。关节型工业机械手以其工作范围大、动作灵活、结构紧凑等特点在机械手中备受设计者和使用者青睐。本文以ABB-IRB2400/10型六自由度关节机械手为研究对象,在深入了解其基本结构的基础上,综合应用机构的坐标变换、运动学、轨迹规划等方面的知识,规划了该机械手末端执行器的运动轨迹,并利用虚拟样机技术模拟了该轨迹规划的过程。归纳起来,本文所做的主要工作有：1.抛光机械手的运动学分析：在简单介绍ABB IRB2400/10型六自由度关节机械手的机械结构及其参数的基础上,应用D-H法建立了其运动学方程,并根据该运动方程对其进行了正运动及逆运动分析。2.抛光机械手的轨迹规划：研究了机械手轨迹规划的实现方法。具体研究了关节空间规划法中的三次样条插值法和A样条插值法,给出本文的任务——在一个空间平面上规划出一个异形曲面和英文字母D,并根据抛光机械手的逆运动方程求出各关键点对应的各关节角位移。3.抛光机械手的虚拟仿真：以ABB IRB2400/10型六自由度机械手为对象,利用ADAMS软件建立了其简化模型的虚拟样机,并进行了三次样条插值及A样条插值情况下的运动仿真和结果分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 第二章 抛光机械手的建模及运动分析
• 2.1 ABB IRB 2400/10型机械手简介
• 2.2 ABB IRB 2400/10的位姿描述
• 2.2.1 机械手位姿描述
• 2.2.2 ABB-IRB 2400/10的位姿描述
• 2.3 机械手的位姿坐标变换
• 2.3.1 齐次坐标变换概述
• 2.3.2 平移的齐次变换
• 2.3.3 旋转的齐次变换
• 2.3.4 D-H齐次变换
• 2.4 机械手运动学方程
• 2.5 ABB IRB 2400/10的正运动分析
• 2.6 ABB IRB 2400/10的逆运动分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 抛光机械手的轨迹规划研究
• 3.1 规划概念
• 3.2 轨迹规划方法
• 3.2.1 机器手轨迹规划方法描述
• 3.2.2 关节空间规划和直角坐标空间规划
• 3.3 三次样条插值
• 3.3.1 三次样条函数的定义
• 3.3.2 三转角方程
• 3.3.3 三弯矩方程
• 3.3.4 三次样条插值法计算步骤
• 3.4 A样条插值
• 3.5 规划末端执行器的轨迹
• 3.5.1 规划轨迹的关键点
• 3.5.2 计算关节变量值
• 3.6 本章小结
• 第四章 抛光机械手的运动仿真
• 4.1 虚拟样机技术
• 4.2 ADAMS软件
• 4.3 抛光机械手机械手的虚拟样机
• 4.3.1 几何建模
• 4.3.2 添加约束
• 4.3.3 添加驱动
• 4.3.4 模型调试及仿真参数设置
• 4.4 三次样条插值仿真结果
• 4.4.1 总体运行效果
• 4.4.2 关节变量的测量
• 4.5 A样条插值仿真结果
• 4.5.1 总体运行效果
• 4.5.2 关节变量的测量
• 4.6 本章小结
• 结论
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢
• 参考文献