高速并聯(lián)工業(yè)機械手臂分析設計與實現(xiàn)-總結與展望
結論和展望結論經(jīng)過研宄生期間的不懈努力，在Delta機器人的設計中,，結合了機器人運動學和動力學理論、高等動力學、機器人軌跡規(guī)劃理論,、Linux系統(tǒng),、機器人操作系統(tǒng)ROS、電氣控制硬件等相關技術,，順利完成了機器人的設計和實驗工作,，取得的成果如下：第一，根據(jù)實際需要設計完成了Delta機器人的機械結構,，對其進行了運動學逆解和運動學正解分析，并利用拉格朗日方法對其進行了動力學分析,，得到了Delta機器人的運動學和動力學數(shù)學模型,，對機器人進行了工作空間和奇異位形分析,。第二,，根據(jù)Delta機器人的運動學和動力學數(shù)學模型以及相應的五次樣條函數(shù)理論,，編寫了關節(jié)空間軌跡規(guī)劃及其動力學優(yōu)化程序、工作空間軌跡規(guī)劃及其動力學優(yōu)化程序,、混合空間軌跡規(guī)劃及其動力學優(yōu)化程序，并通過實驗驗證了軌跡規(guī)劃擬合曲線的實用性,。第三,，對Delta機器人進行了電氣控制部分的設計及調(diào)試,，使用高精度的直驅(qū)力矩電機直接驅(qū)動主動臂,，消除了由于減速器背隙帶來的誤差,，使用Linux系統(tǒng)下的機器人操作系統(tǒng)ROS作為機器人的控制系統(tǒng),，采用Galil運動控制卡和Copley驅(qū)動器實現(xiàn)對力矩電機的實際控制,，編寫了Galil運動控制卡的控制程序,。第四,，編寫了Delta機器人的運動控制GUI界面,，實現(xiàn)了用戶友好型操作,。展望隨著我國的經(jīng)濟轉型,，在未來的產(chǎn)業(yè)升級中機器人將扮演越來越重要的角色，由于直驅(qū)力矩電機自身的優(yōu)點,，在某些機器人領域勢必會大量采用直驅(qū)力矩電機,，同時,，作為提高機器人性能的運動控制及軌跡規(guī)劃方法將成為研宄的熱點,。力-運動混合在線自適應軌跡規(guī)劃由于某些部件的動力學分析難以從理論上精確建模,，在通過理論計算建立機器人的運動學方程后，采用力反饋技術,，通過系統(tǒng)辨識得到更為準確的機器人動力學模型,。其后通過此動力學模型實現(xiàn)力-運動混合控制,。力-運動混合軌跡規(guī)劃是采用力-運動混合控制的模型,，得出機器人執(zhí)行任務過程中的空間運動、力與時間的關系,，然后選擇需要優(yōu)化的目標進行優(yōu)化計算,，從而得出最優(yōu)軌跡規(guī)劃結果。由于機器人的實際操作千變?nèi)f化(也是機器人最重要的優(yōu)點之一）,，而且隨著環(huán)境和載荷的變化,，自身的動力學模型也會發(fā)生很大的改變。力-運動混合在線自適應軌跡規(guī)劃是根據(jù)在線反饋數(shù)據(jù),，重建系統(tǒng)模型,，重新計算最優(yōu)軌跡，從而保護關鍵部件并極大發(fā)揮系統(tǒng)潛能,。關節(jié)空間和工作空間雙向優(yōu)化的軌跡規(guī)劃算法針對關節(jié)空間或者工作空間的單向軌跡規(guī)劃只考慮了單向的軌跡規(guī)劃要素,。在實際操作過程中，既要考慮關節(jié)空間運動部件的優(yōu)化結果,，同時也要考慮工作空間機器人末端或者操作物件的力-運動模型,。在建立運動學以及動力學正/逆解方程后,，對關節(jié)空間和工作空間分別進行優(yōu)化的軌跡規(guī)劃，將其結果進行對比,。然后,，對其中任意一種軌跡規(guī)劃算法，加入另外一種算法的約束條件,，最后得出雙向優(yōu)化的軌跡規(guī)劃的一般算法,。軌跡規(guī)劃與設計相結合的方法現(xiàn)代的CAD技術，使得在產(chǎn)品設計階段就可以得到非常精確的系統(tǒng)運動學和動力學模型,。在此基礎上,，根據(jù)構件所要執(zhí)行的任務，可以實現(xiàn)軌跡規(guī)劃并對整個運動過程進行動力學分析,。其分析的結果，可以有效的反饋到設計中來,，從而對設計進行修改和優(yōu)化,。同時，也有效的檢驗了設計的合理性,。運動學與動力學模型相結合的軌跡規(guī)劃技術是一種高效的,、低成本的運動控制構件設計和控制手段。目前的CAD軟件尚未將軌跡規(guī)劃作為設計的一個輔助優(yōu)化方法,，很多研宄者在實際設計過程中,，手動的加入了一些計算過程，但是尚未有標準化簡單易用的軟件來進行輔助設計,?？紤]到大多數(shù)機械設計和制圖人員對運動控制理解有限，開發(fā)有效的運動學與動力學模型相結合的軌跡規(guī)劃軟件是提高設計水平的有效手段,。在純網(wǎng)絡全互聯(lián)運動控制器上,，以Web和云計算為基礎實現(xiàn)服務器端軌跡規(guī)劃算法離線軌跡規(guī)劃算法實現(xiàn)可以脫離控制系統(tǒng)存在，操作人員將規(guī)劃好的數(shù)據(jù)導入控制器中,，從而實現(xiàn)機器人的操作與控制,。基于Web和云計算的軌跡規(guī)劃算法在服務器(云）端實現(xiàn),，通過Web服務提供交互式的軌跡規(guī)劃計算平臺,，消除軟件安裝和移植的問題。在純網(wǎng)絡全互聯(lián)運動控制器上實現(xiàn)在線軌跡規(guī)劃，同時提供遠程跨平臺多點接入,，實現(xiàn)設計,、分析與操作的多方融合。受時間和作者水平限制,，Delta機器人機械部分和電氣控制部分還存在一些不足,，需要后續(xù)工作中進一步改進和完善：在Delta機器人的原理樣機中,，由于機械部分的設計缺陷和加工,、裝配誤差的存在，使得該機械結構精度較差,，需要對機械部件進行修配,。電氣控制元器件布局不夠合理，使得電控箱中的連接線路較亂,，在后續(xù)的工作中,，應使用電木絕緣板進行合理的電氣硬件布置。本文采摘自“高速并聯(lián)工業(yè)機械手臂分析設計與實現(xiàn)”,，因為編輯困難導致有些函數(shù),、表格、圖片,、內(nèi)容無法顯示,，有需要者可以在網(wǎng)絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡僅供學習參考,，轉載請注明,！