基于符号计算的Delta机器人快速运动学分析与控制实现_英文_冯李航
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delta并联机器人动力学控制技术的研究一、研究背景随着科技的不断发展,机器人技术的应用越来越广泛。
其中,delta并联机器人具有高速度、高精度、高刚度等优点,在食品加工、电子组装等领域得到了广泛应用。
而机器人的动力学控制技术是实现其精准操作的重要手段之一。
二、delta并联机器人动力学模型1. 机构结构delta并联机器人由三个运动基元组成,每个基元由一个固定底座和一个活动平台组成。
活动平台通过三条连杆与固定底座相连。
2. 运动学分析通过解析法求解运动学正逆解,得到机械臂末端位姿与关节角度之间的关系。
3. 动力学分析通过拉格朗日方程建立系统的运动方程,求解出系统的加速度和关节力矩。
同时考虑非线性因素和摩擦等因素对系统的影响。
三、delta并联机器人控制策略1. PID控制PID控制是一种经典的控制方法,在实际应用中被广泛使用。
通过测量系统输出与期望输出之间的误差,计算出控制量,从而实现对系统的控制。
2. 模糊控制模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,能够处理不确定性和模糊性问题。
通过建立模糊规则库和输入输出变量之间的映射关系,实现对系统的控制。
3. 神经网络控制神经网络控制是一种基于人工神经网络的控制方法,能够自适应地调整参数。
通过训练神经网络,实现对系统的控制。
四、delta并联机器人动力学控制技术在电子组装中的应用1. 电子元件拾取通过视觉传感器获取元件位置信息,并根据动力学模型计算出关节角度和末端位姿,在精准抓取元件。
2. 焊接操作通过动力学模型计算出焊接路径和焊接速度,在保证焊接质量的情况下提高生产效率。
3. 贴片操作通过动力学模型计算出贴片路径和贴片速度,在保证贴片精度的情况下提高生产效率。
五、结论与展望delta并联机器人动力学控制技术是实现机器人高速度、高精度、高刚度操作的重要手段。
在电子组装、食品加工等领域得到广泛应用。
未来,随着机器人技术的不断发展,delta并联机器人动力学控制技术将会得到进一步完善和应用。
基于ANSYS的Delta机器人动静态分析张伟;高洪;纪拓;洪峥;胡如方;方涛【摘要】According to the precision of DELTA parallel robot,a synthetical method based is proposed on Pro/E digital model. Combined with the actual condition,stiffness analysis and modal performance analysis of the digital model were tested on ANSYS software. Structural deformation of manipulator was obtained by stiffness analysis and deformation for resonance was gained by modal performance analysis. Evaluation of the accuracy of Delta parallel robot was given,and this method has important theoretical and practical value for actual design and analysis.%针对Delta并联机器人工作精度分析问题,提出基于Pro/E的数字化建模,在此基础上结合实际工况对其进行ANSYS刚度与模态分析,通过刚度分析与模态分析得出静态位移与共振时形变量,并对Delta并联机器人工作精度进行评价,对实际设计与分析有重要理论和实用价值。
【期刊名称】《安徽科技学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P42-45)【关键词】Delta机器人;参数化建模;ANSYS分析【作者】张伟;高洪;纪拓;洪峥;胡如方;方涛【作者单位】安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000;安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000;安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000;安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000;安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000;安徽工程大学机械学院皖江高端装备制造协同创新中心,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TP242Delta机器人在高精度应用领域占有十分重要的地位,Delta机器人是三自由度的并联机构,可以实现三自由度的平动,一般应用在对精度有要求的场合。
本科毕业设计(论文)Delta并联机器人系统总体设计燕山大学本科生毕业设计(论文)摘要近些年,delta机器人越来越得到大多数人的关注,并逐渐开始在工业上得到成熟的应用。
与串联机器人相比,并联机器人有很大优势。
其中之一就是可以把电机固定在基座上,这样就可以减轻机器机构上的重量。
当需要直接驱动时,把电机固定在基座上是一个必要的田间。
因此,并联机器人非常适合直接驱动的情况。
并联机器人的另一个优点就是他的刚度很高,这些特征可以得到更多的精准度和更快的操作。
Delta机器人是其中非常重要的一种。
在本书中,介绍了并联机器人的产生特点及应用。
计算了机器人的自由度,位置正反解,并分析了它的空间奇异形位。
还通过分析比较几种控制器和方案,选择其中最适合的方案。
并设计了delta机器人的控制电路,并详细介绍它的控制器功能。
关键词:并联机构位置反解步进电机结构设计II燕山大学本科生毕业设计(论文)AbstractIn recent years ,increased interest in parallel robots has been observed..Parallel robots possess a number of advantages when compored to serial arms, The most importantone is certainly the possibility to keep the motors fixed into the base ,thus allowing a large reduction of the robot structure’s active mobile mass.keeping the motors on the robot base is a requairment when direct-drive is used ,thus ,parallel robots are well suited to direct-drive actuation.Another advantage of parallel robots is their high rigiditg.these features allow more precise and much faster mani pulations. The delta parallel robot is very famous among them.In this paper,the historyapplication character of the parallel robots are introduced .And I compted the degree of free of the parallel robot,analysis the singular position. The position solution and position inverse solution too. At last, there are several methords of controlling. And I choice one of then which is better suited to this robot. This method will be introduced latter.Key word:parallel delta, position inverse solution , singular positionII目录摘要.................................................................................... 错误!未定义书签。
Delta机器人结构参数的动态设计方法研究曹永军;梁佳楠;李丽丽【摘要】随着高速Delta并联机器人对能耗和动态性能要求的不断提高,研究一种以不同参数模型为主导,揭示尺度和结构参数耦合影响规律的参数优化设计方法成为当务之急.针对以上问题,在确定优化设计变量的基础上,利用工程实例研究单轴最大力矩和固有频率/质量比两种可用于动态设计的评价指标及约束条件,进而提出一种针对机器人结构参数的动态设计方法,并综合出一组满足动态特性要求的最优结构参数.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2016(045)008【总页数】5页(P10-14)【关键词】Delta机器人;结构参数;动态设计;评价指标【作者】曹永军;梁佳楠;李丽丽【作者单位】广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室,广东广州 510070;华南智能机器人创新研究院,广东佛山 528315;广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室,广东广州 510070;顺德职业技术学院,广东佛山 528300【正文语种】中文【中图分类】TP24Delta[1]机器人适用于高速轻载搬运作业,已经广泛用于药品、食品等自动化物流生产系统,拥有巨大市场潜力。
近年来,主要围绕弹性动力学尺度综合展开其结构参数优化设计。
针对弹性动力学层面的优化设计,为了获得Delta机器人柔性部件优良的动态特性,就要在给定尺度参数的前提下,对结构参数完成动态设计。
优化指标多选择系统低阶固有频率最大[2-3],并施加质量约束条件,通过不同的优化方法实现对结构变量的优化设计。
Everett等[4-5]采用一阶固有频率随位形的变化量,以及前两阶固有频率的偏离程度作为性能指标[6],构造了加权目标函数,实现两柔性连杆机构的动态性能优化设计。
Zhang[7]在给定频率约束条件下,优化柔性机构并使其整机质量最小。
以上研究目标仅满足了单一性能的设计,在建立机器人弹性动力学模型后,还存在缺乏模型优化评价指标体系的问题。
一种Delta机器人定位技术孙志伟;单东日【摘要】相较旋转型Delta机器人,直线型Delta机器人具有更高的控制精度和更大的工作空间,是机器人应用的典型代表.定位技术是机器人应用的基础,但当前对直线型Delta机器人定位技术的研究较少,且方法复杂.针对上述问题,提出一种Delta 机器人定位技术.该方法在矢量分析运动学的基础上,将结构关系转换成数值关系,建立了伺服电机进给量与动平台空间位置之间的联系.通过对约束条件的限定,有效地解决了逆运动学多解问题.因简洁的数学分析及逆运动学多解问题的有效解决,所以更利于结构化编程.实验结果证明了该方法的可行性与准确性.与传统方法相比,该方法省去了复杂的坐标系变换及矩阵运算,因而适用于工程应用.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】3页(P4-6)【关键词】Delta机器人;定位;运动学;多解;离线编程【作者】孙志伟;单东日【作者单位】齐鲁工业大学(山东省科学院),山东济南 250353;齐鲁工业大学(山东省科学院),山东济南 250353【正文语种】中文【中图分类】TP242Delta机器人具有运动控制精度高、稳定性好、动力性能好、控制容易[1-5]等显著优点,能完成各种形状类型的小产品的拾取和放置动作[6],是并联机器人应用的典型代表[7],在食品生产加工和包装分拣中有着广泛的应用前途,如图1所示。
定位是移动机器人应用的关键技术之一,是机器人实现自主化的一个首要问题,也是机器人自主导航和路径规划的基础[8]。
并联机器人位置逆解即给定动平台的中心点在静坐标系中的坐标,求解静平台的三个控制电机的旋转角度[9-10]。
徐官南、张中辉等通过运动学建模的方法分析了电机旋转角度与动平台位置的关系[11]。
许礼进、刘有余等使用建立几何位置关系的方法分析运动学逆解,简化了Delta机器人杆件结构,建立了移动平台与伺服电机输入之间的函数关系[12]。