机器人仿真研究及运动学动力学分析

机器人仿真研究及运动学动力学分析

论文摘要

本文根据齐次变换理论,建立了机器人六个关节元件间的坐标传递关系。根据其变换关系,建立了机器人运动的正问题和逆问题,并使用DELMIA软件验证了正问题和逆问题的正确性。在轨迹规划中,讨论了应用较为广泛的抛物线插值,并采用三次样条插值对机器人的轨迹进行优化。在DELMIA软件中对机器人基于抛物线插值进行了仿真,得到的结果与SIMULINK得到的结果一致;基于DELMIA实现了机器人的离线编程。借助齐次变换矩阵及矢量方法推导出机器人末端的速度和加速度公式,借助MATLAB编写了其程序,并对其进行分析验证。国内对机器人动力学的研究大都停留在理论分析阶段,存在理论与实际脱节的现象。本文通过对KUKA240-2型机器人的研究,将理论和实际相结合,对牛顿-欧拉方程进行改进,并在此基础上建立机器人动力学模型,通过MATLAB程序得到机器人动力学的特性曲线,并用SIMULINK进行验证,结果证明改进算法的正确性。运用DELMIA软件对机器人运动学正问题和逆问题进行验证及其仿真和离线程序的初探,说明DELMIA在机器人仿真和离线编程方面的优越性能。对机器人进行轨迹优化、运动学和动力学分析,为实现机器人仿真和离线编程提供了有力的理论依据。

论文目录

  • 第1章 绪 论
  • 1.1 选题来源和研究意义
  • 1.2 国内外研究概况
  • 1.3 本论文的主要内容
  • 第2章 工业机器人概述及其虚拟仿真软件简介
  • 2.1 工业机器人概述
  • 2.2 DELMIA 软件概述
  • 2.3 MATLAB 软件概述
  • 2.4 机器人运动学和动力学仿真的简化说明
  • 第3章 机器人运动学正解和逆解
  • 3.1 运动学分析的概述
  • 3.2 机器人运动学模型的建立
  • 3.3 小结
  • 第4章 机器人的轨迹规划
  • 4.1 轨迹规划概述
  • 4.2 关节空间的轨迹规划
  • 4.3 基于三次样条插值的最优轨迹规划
  • 4.4 轨迹优化结果
  • 4.5 小结
  • 第5章 工业机器人仿真和离线编程初探
  • 5.1 机器人仿真简介
  • 5.2 离线编程的概述
  • 5.3 基于抛物线插值的SIMULINK 仿真
  • 5.4 基于DELMIA 的机器人仿真和离线编程结果
  • 5.5 小结
  • 第6章 机器人运动仿真分析
  • 6.1 机器人空间轨迹的仿真
  • 6.2 机器人运动时关节速度和加速度算法
  • 6.3 机器人运动模型
  • 6.4 机器人运动仿真研究
  • 6.5 小结
  • 第7章 机器人动力学仿真分析
  • 7.1 动力学分析的概述
  • 7.2 动力学参数的变换
  • 7.3 机器人动力学递推算法
  • 7.4 机器人动力学模型
  • 7.5 机器人动力学仿真研究
  • 7.6 机器人动力学的验证
  • 7.7 小结
  • 总结
  • 参考文献
  • 附录
  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 导师简介
  • 作者简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

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