四自由度delta并联机械手结构与控制系统研究

《四自由度delta并联机械手结构与控制系统研究》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、分类号TP241.2密级UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：四自由度Delta并联机械手结构与控制系统研究英文题目：ResearchonStructureandControlSystemof4-DOFDeltaParallelManipulator学位申请人姓名：童明浩申请学位学科专业：机械电子工程指导教师姓名：王君二○一六年五月分类号TP241.2密级UDC学校代码10500硕士学位论文题目四自由度Delta并联机械手结构与控制系统研究英文题目ResearchonStructureandControlSystemof4-DOFDeltaParallelManip

2、ulator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电子工程学科代码080202论文答辩日期学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名李刚炎评阅人姓名石端伟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

3、，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：年月日摘要半个多世纪以来，随着工业制造的要求，并联机械手得到了广泛的研究。相对于串联机械手，并联机械手具有运动精度高、结构刚度强、动力性能稳定等优点。国内对于Delta机械手的研究较国外相对落后，但Delta机械手作为主流的并联机械手，对其研究又迫在眉睫。在目前国内的研究中仍然存在一些应用上的难题，其主要集中在如下几个研究

4、方面：运动学、工作空间、误差分析、轨迹规划、控制平台等。因此，本文以Delta并联机械手为研究对象，完成了以下几个方面的工作。（1）在已有的四自由度Delta机械手的基础上对其的结构做出了改进。结合代数和几何的方法推导出运动学正逆解公式，创新性的将运动学公式分解成三个球面簇方程组，并结合MATLAB软件编制出程序，做出了算例分析。（2）以研究工作空间为目的，利用雅可比矩阵和雅可比条件数，优化了Delta机构尺寸，求出了末端执行器速度与加速度的表达式，分析了机构的奇异性。并结合MATLAB软件对工作空间做出分析，利用分析结果对运动空间做出取舍与优化。（3）在进行轨迹规划时，基于“门字型”路

5、径对工作路径做出了优化。引入超椭圆曲线，给出了运动路径的具体表达式。提出了修正梯形加速度曲线和多项式加速曲线，并将其做出对比。最后选择合理的加速曲线，对运动轨迹分段进行了插补规划。（4）将Delta机械手与国产控制平台相结合，在达到使用要求的前提下，利用国产平台成本低，易使用的优势，对控制系统做出了合理选型并给出了具体连接方案。综上所述，本文对四自由度Delta机械手结构做出创新改进，深入并优化了一套分析运动学、工作空间、轨迹规划的方法，并利用国产平台进行Delta机械手控制平台搭建。关键词：Delta机械手，运动学，工作空间，轨迹规划，控制系统IAbstractInmorethanha

6、lfacentury,withtherequirementofindustrialmanufacturing,theparallelmanipulatorhasbeenwidelystudied.Comparedwithserialmanipulator,parallelmanipulatorhasadvantagesofhighprecision,strongstructurestiffness,stabledynamicperformance.ButChineseresearchoftheDeltamanipulatorisrelativelybackward,Deltamanipu

7、latorasthemainstreamparallelrobot,itsresearchisextremelyurgent.Buttherewasstillsomeapplicationproblemsinourcountry,whichmainlyfocusonthefollowingresearchaspects:kinematics,workingspace,clearanceanalysis,trajectoryplann