电液混合驱动柔索并联运动平台运动分析及监测系统研究

《电液混合驱动柔索并联运动平台运动分析及监测系统研究》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、硕士学位论文电液混合驱动柔索并联运动平台运动分析及监测系统研究ResearchonMotionAnalysisandMonitorSystemofElectro-HydraulicMix-DriveCableParallelMotionPlatform作者：韩雪导师：訾斌教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TP24学校代码10290UDC621密级公开中国矿业大学硕士学位论文电液混合驱动柔索并联运动平台运动分析及监测系统研究ResearchonMotionAnalysisandMonitorSystemofElectro-HydraulicMix-DriveCableParall

2、elMotionPlatform作者韩雪导师訾斌申请学位工学硕士培养单位机电工程学院学科专业机械电子工程研究方向柔索并联机器人答辩委员会主席评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本文工作是在訾斌教授的悉心指导下完成的，在此谨向导师表示衷心的感谢和由衷的敬意！正是由于导师三年来对我学习上的严格要求和生活上的亲切关怀，使我可以顺利完成学习和

3、研究任务。导师严谨的学术作风、渊博的知识、科学的思维方式、卓越的创造力以及对国内外学术动态敏锐的洞察力，给我留下了深刻的印象，也是我以后从事工作的榜样。导师高尚正直的品格、谦逊朴实的作风是我做人做事的典范。导师循循善诱的教诲及无微不至的关怀，使我充满信心和勇气面对未来的挑战和困难。借此论文完成之际，再次对导师的教育和培养表示诚挚的祝福！真诚感谢教研室的各位师兄在学术上给我指引，从他们身上我学到很多知识。同时感谢张朋同学、李娜同学陪我度过了愉快充实的研究生生活。深深感谢我的父母对我的养育之恩和浓浓关爱，他们对我的无私支持使我能够在人生道路上踏实前进，祝愿亲人们健康快乐！最后，真诚感谢各

4、位专家在百忙之中评审我的学位论文！摘摘摘要要要要本文依托国家自然科学基金“大型重载起重吊装空间协作柔索并联构型装备机构的动态性能分析与协调控制技术研究（51275515）”项目，针对一种电液混合驱动柔索并联运动平台（EH-CPMP），对其三维建模、机构运动学研究、虚拟样机仿真分析、运动控制系统、安全监测系统以及实验开展等问题展开研究，本文完成的主要工作归纳如下：（1）对EH-CPMP平台进行三维建模，相比传统的柔索并联机器人，该平台具有电液驱动混合式、可重构模块化、塔架高度可调节的特点，其运动相对较复杂，本文主要考虑六根柔索的运动形式，进而将其简化为六电机协同工作的并联机构模型，并对

5、其开展运动学研究，包括运动学正解和逆解，分别建立其运动学正逆解的求解方法，并且利用MATLAB编程求解其运动学正逆解。在运动学正解求解上，采用基于数值的位姿正解求解算法，并在六个自由度上与期望轨迹进行对比，验证了利用基于数值的位姿正解求解算法来求解EH-CPMP平台运动学正解的可行性。（2）对简化的六电机协同工作的并联机构模型进行虚拟样机仿真分析，在ADAMS中建立动力学模型，建模前对柔索模型进行合理的假设，然后对动力学模型的直线轨迹和圆弧轨迹进行求解，从仿真结果可以看出由于柔索自身存在柔弹性及自重等原因，导致末端执行器的运动轨迹与期望轨迹存在一定成都的偏差。（3）对EH-CPMP平

6、台的运动控制软硬件分别进行设计，所设计的运动控制硬件系统主要包括伺服电机及其驱动器、运动控制器、工控机和配对电源；所设计的运动控制软件系统主要是通过LABVIEW编写上位机软件来控制运动控制器，并通过运动控制器进一步控制六柔索电机协同工作使末端执行器走相应的运动轨迹。实验研究表明：本文设计的运动控制系统基本满足运动控制要求，运动控制上存在一定的误差。（4）对EH-CPMP平台安全监测系统的软硬件分别进行设计，硬件结构方面主要包括传感器选型，监测电路板的制作；软件结构方面介绍了安全监测系统的上位机设计，包括三大功能模块：红外避障模块、惯性传感模块以及实时位置模块，重点是各模块的原理以及

7、上位机和下位机的设计。实验研究表明：本文设计的安全监测系统基本满足安全监测要求。该论文有图121幅，表4个，参考文献84篇。关键词：电液混合驱动；柔索并联运动平台；虚拟样机；监测系统；运动学分析IAbstractThisthesiswassupportedbyChineseNationalNaturalScienceFoundation,entitledby“Researchondynamicperformanceanalysisandcoordinate