工业人机合作机器人设计及仿真研究

《工业人机合作机器人设计及仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要人与机器人在同一作业空间合作作业的安全性问题已经使当今机器人技术发展面临巨大的考验。虚拟约束理论和人机合作机器人(Cobot)技术的产生，使人与机器人的安全合作成为可能。课题重点对基于双单向轴承的Cobot关节不完全约束传动机构(NCT)进行了仿真研究，设计了工业Cobot样机，设计了总体控制方案，其体内容如下：首先，根据虚拟约束理论，设计了基于双单向轴承的关节不完全约束传动机构，说明了其工作原理和工作模式。其次，基于不完全约束的关节传动机构设计了工业尺寸的科研样机，进行了运动学正、逆分析并通过仿真验证。给出了作业空问及雅

2、克比矩阵。再次，重点对关节不完全约束传动机构的约束助动特性进行了动力学仿真分析，通过仿真验证了其工作的可靠性。最后，依据关节特性仿真结果和Cobot总体结构设计了总体控制方案。主要进行了控制系统硬件的总体设计、接口设计和控制软件设计。关键词：人机合作机器人；虚拟约束；不完全约束传动机构；动力学仿真哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractThesafetyproblemwhichtheoperatorsworkwithrobotsinthesameworkspacehasbeenthemainbottleneckofprogressoftherobot

3、ictechnology．WiththedevelopmentofvirtualconstrainttheoryandtheCobottechnology，thistroublecanbcsolved．ThepaperemphasizesontheresearchofNonholonomicConstraint．Transnlission(NCT)basedondualunilateralbearingwhichusedinCobotjoints．Illthepaperaprototypehasbeendevelopedwiththegeneralco

4、ntrolscheme．Theconcretecontentasfollows：Firstly，accordingtovirtualconstrainttheory，aNCTisdesignedwhichbasedoildualunilateralbearing．ThepaperexplainstheworkprincipleandworkmodeoftheNCT．Secondly，anexperimentprototypewithindustrysizeisdesigned．ThepaperanalyzesthekinematicsofCobotan

5、dderivedtheworkspaceandJacobimatrix．Thirdly，theconstraintdynamicsofNCTisanalyzedforitsconstraintandaid-powercharacteristics．AccordingtosimulationthereliabilityofNCTisfeasible．Lastly，inteⅡnsofsimulationresultsofjointcharacteristicandCobotoverallconfigurationasystemcontrolprojecti

6、sdesigned，whichmainlyincludesthehardware．softwareandinterfacecircuitsofcontrolsystemandsoon．Keyword：CollaborativeRobot；Nonholonomicconstrainttransmission；Virtualconstraint；Dynamicssimulation哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已

7、注明引甩的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者<签字)：日强：p《年；只}飞日哈尔滨】：程大学硕士学位论文第1章绪论1。1课题的来源、目的釉意义1，1．1课题的来源课题来源之一：国家自然辩学基金资助项目(60275030)课题来源2-=：哈尔演市留学回国人员基金资助项目(2002AFLXJ004)谭题来嚣之三：跨尔滨工程太学基獭罄金姿劈瑗瓣(1匿UF04094)1．1．2课题蠡勺目的和意义随着瓿嚣入技术豹发展，税器久在

8、王渡生产中褥瓣了广泛翡疵群。它降低了劳动者的努动强度，提满了劳动生产率和产品质慧，产生了良好的