并联协作机构轨迹规划研究

《并联协作机构轨迹规划研究》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、国内图书分类号：TM151.3学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文并联协作机构轨迹规划研究硕士研究生：王斌导师：李兵教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM151.3U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringASURVEYONTRAJECTORYPLANNINGFORPARALLELCOLLABORATIVEM

2、ECHANISMCandidate：WangBinSupervisor：Prof.LiBingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechatronicsEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：Dec.,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要目前国内外在并联协作机构轨迹规划领域的相

3、关研究报导很少，本文作为一个探索性课题，基于两个已知参数的Stewart机构构建协作仿真平台，分析协作机构的运动学逆解与工作空间并研究并联协作机构轨迹规划整个过程。考虑协作曲面的任意性，本文采用NURBS对协作曲面进行表示，并分析基于NURBS表示的协作曲面造型与实时插补。造型的难点在于NURBS曲面的裁剪，而曲面裁剪的核心在于边界曲线三维坐标空间在NURBS曲面uv参数空间的投影，本文设计一种基于牛顿迭代的NURBS曲面快速裁剪方法，实现了课题NURBS曲面的有效裁剪问题。插补方面，本文设计一种基于自调节等参数线法的u

4、向步长求取结合基于自适应速度的v向步长求取的协作机构实时插补方法。设计协作优化模型进行并联协作机构的协作轨迹规划分析。协作优化模型可描述为一个基于三优化参数的时变协作任务分解与分配模型，即采用一组优化参数对时变协作任务进行分解与分配，将协作任务的分解与分配问题转化为一个最优化问题。针对并联协作机构位姿（包括位置信息和姿态角信息），本文完成了并联协作机构轨迹规划过程中的位置协作，即对协作机构平移矩阵进行优化分解与分配。根据NURBS的协作曲面造型，实时插补算法和协作优化模型，基于Linux系统，采用GTK+和OpenGL编

5、程进行协作轨迹规划仿真软件开发，实现实时显示并联协作机构协作轨迹规划过程，同时验证本文设计的协作优化模型和协作轨迹规划算法的可行性与正确性。关键词：并联协作机构；NURBS；曲面造型；实时插补；轨迹规划-I-AbstractAbstractIncollaborativetrajectoryplanningforparallelcollaboraingmechanismsresearchareastherearefewrelativeresearchreportsyetathomeandaborad.Asanexplora

6、torysubject,thispaperhasmadeain-depthstudyontheinversekinematics，workingspaceandthewholeprocessofcollaborativetrajectoryplanningforparallelcollaboratingmechanismbasedonthesimulationplatformconsistoftwoparameter-givenstewartmechanism.ThisthesisusesNURBStorepresent

7、thecollaborativesurfaceconsideringthearbitrarinessofcollaborationsurfaceandthenanalysisNURBSsurfacemodelingandreal-timeinterpolation.ThemostdifficultyofNURBSsurfaceshapingistrimmingwhilethecoreofNURBSsurfacetimmingistheprojectionofthethree-dimensionalcoordinatesp

8、acetotheuvparameterspace.AfasttrimmingmethodbasedonNewtoniterationisproposedinthispaperanditsolvedthetrimmingproblemeffectively.Forinterpolation,amethodtoanaly