scara机器人的结构设计与运动控制算法研究

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1、分类号TP242密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文（全日制专业学位）题目：SCARA机器人的结构设计与运动控制算法研究英文题目：ThestructuredesignofSCARArobotandresearchonmotioncontrolalgorithm学位申请人姓名：夏添申请学位学科专业：机械工程指导教师姓名：张铮教授二○一六年六月分类号TP242密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文题目SCARA机器人的结构设计与运动控制算法研究英文题目ThestructuredesignofSCARArobotandresearchonmotionco

2、ntrolalgorithm研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称教授申请学位学科名称机械工程学科代码085201论文答辩日期2016.5.23学位授予日期2016.6.30学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎年月日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使

3、用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要针对工业自动化领域应用较为广泛的小型装配机器人，本文参照工业机器人标准设计了一款SCARA机器人，该机器人具有四个自由度可以在平面内完成装配作业，具有较好的实用性和商业性。本课题调研了国内外工业机器人发展现状及趋势，阅读了大量参考文献，重

4、点规划了SCARA机器人机械结构本体设计和结构优化设计，设计出一套完整的机器人结构。首先，对SCARA机器人做了机械结构设计和重要零部件的选型计算；并利用SolidWorks软件对其机械手的大臂和小臂进行应力学仿真分析。其次，对SCARA机器人3号关节和4号关节的耦合运动做了解耦分析；解析了SACRA机器人的运动学方程，并研究分析了在关节空间下和直角坐标下的轨迹规划，通过Matlab建立SCARA机器人模型验证了五次多项式插值和抛物线插值算法。最后，介绍了常用的几种运动学控制方法，并对基于SCARA机器人模型的反演自适应控制算法进行了研究分析和Matlab仿真，取得了较好的

5、控制效果，为该理论在实际应用中的发展起到了一定的推进作用。关键词：SACRA机器人的设计,关节解耦，反演自适应IAbstractAimingatsmall-scaledassembledrobotwhichappliedwidelyinthefieldofindustrialautomation,thispapertakesstandardofindustrialrobotasreferencetodesignarobot“SCARA”.Itisequippedwithfourdegreesoffreedomwhichcanaccomplishassemblinginthe

6、plane,andhasgreatpracticabilityandcommercialvalue.Thispaperresearchesthestateandtrendofdevelopmentfortheindustrialrobotathomeandabroad.Havingreadalargenumberofrelevantreferencedocumentationsandplanning“SCARA”robotfromMechanicalStructureOntologydesigntoControlSystemdesign,itproposesasetofwe

7、llcompletedsolutiontorobot.Firstly,ithasdoneMechanicalStructureDesignandimportantcomponents’SelectionCalculationfor“SCARA”robot.AnditusesSolidWorkssoftwaretomakeStressMechanicsemulationanalysisonbigarmandsmallarmofmechanics.Secondly，AnalysisofSCARArobotjointwi