基于SCARA型的棉花异纤分拣机器人的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 国内外工业机器人发展现状及技术研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 国内外工业机器人的发展状况 | 第10-11页 |
| 1.2.2 工业机器人的发展趋势 | 第11页 |
| 1.2.3 国内外机器人轨迹规划技术的研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.4 棉花异纤分拣机技术的国内外发展现状 | 第12页 |
| 1.2.5 纺织业中的机器人 | 第12-13页 |
| 1.3 本论文的研究内容及关键技术 | 第13-16页 |
| 1.3.1 棉花异纤分拣机器人研究的核心技术 | 第14-16页 |
| 2 棉花异纤分拣机器人的总体结构设计 | 第16-30页 |
| 2.1 棉花异纤分拣机器人的总体结构设计 | 第16-22页 |
| 2.1.1 机械传动方案的比较 | 第16-17页 |
| 2.1.2 传动零部件的初选 | 第17页 |
| 2.1.3 机械传动方案的确定 | 第17-18页 |
| 2.1.4 机器人的基本技术参数 | 第18-21页 |
| 2.1.5 机器人的外形尺寸及工作范围 | 第21-22页 |
| 2.2 棉花异纤分拣机器人部分关键零部件的选用 | 第22-25页 |
| 2.2.1 交流伺服电机的计算和选择 | 第22-24页 |
| 2.2.2 同步齿形带的选择计算 | 第24-25页 |
| 2.3 大臂、小臂机械结构设计 | 第25-26页 |
| 2.4 腕部机械结构设计 | 第26-27页 |
| 2.5 机器人抓棉手的设计 | 第27-29页 |
| 2.5.1 抓棉手的设计 | 第27页 |
| 2.5.2 末端执行器的尺寸优化 | 第27-29页 |
| 2.6 小结 | 第29-30页 |
| 3 棉花异纤分拣机器人的运动学研究 | 第30-38页 |
| 3.1 机器人D- H建模方法 | 第30-31页 |
| 3.1.1 机器人各个坐标方位的确定 | 第30-31页 |
| 3.2 用D- H法建立机器人空间模型 | 第31-32页 |
| 3.3 运动学的两个解 | 第32-36页 |
| 3.3.1 机器人正运动学 | 第32-33页 |
| 3.3.2 机器人逆运动学 | 第33-35页 |
| 3.3.3 反解的唯一性和最优解 | 第35-36页 |
| 3.4 小结 | 第36-38页 |
| 4 棉异纤花分拣机器人控制系统设计 | 第38-48页 |
| 4.1 机器人控制系统组成形式的选择 | 第38-39页 |
| 4.2 运动控制系统的硬件 | 第39-41页 |
| 4.2.1 运动控制卡的选择 | 第40页 |
| 4.2.2 交流伺服电机的驱动器 | 第40-41页 |
| 4.3 控制系统的软件 | 第41-43页 |
| 4.3.1 运动控制卡的编程 | 第41-42页 |
| 4.3.2 机器人单轴运动控制模式 | 第42-43页 |
| 4.4 交流伺服电机的运动控制 | 第43页 |
| 4.5 机器人控制界面的实现 | 第43-46页 |
| 4.6 机器人完成抓棉花的过程 | 第46-47页 |
| 4.7 小结 | 第47-48页 |
| 5 棉花异纤分拣机器人的轨迹规划 | 第48-58页 |
| 5.1 笛卡尔空间轨迹规划 | 第48页 |
| 5.2 关节变量空间的轨迹规划 | 第48-54页 |
| 5.2.1 以三次多项式规划 | 第49-51页 |
| 5.2.2 以五次多项式规划 | 第51-52页 |
| 5.2.3 两种轨迹规划的比较 | 第52-54页 |
| 5.3 机械臂的路径选择分析 | 第54-57页 |
| 5.3.1 轨迹（路径）运动的描述 | 第54页 |
| 5.3.2 机械臂控制方式 | 第54-55页 |
| 5.3.3 机械臂在不同情况下的路径选择分析 | 第55-57页 |
| 5.4 小结 | 第57-58页 |
| 6 基于MATLAB的棉花异纤分拣机器人仿真 | 第58-70页 |
| 6.1 机器人工具箱简介 | 第58页 |
| 6.2 棉花异纤分拣机器人的三维matlab仿真 | 第58-60页 |
| 6.3 机器人的运动学仿真 | 第60-64页 |
| 6.4 机器人逆运动学仿真 | 第64-66页 |
| 6.5 机器人轨迹规划仿真 | 第66-67页 |
| 6.5.1 关节空间轨迹规划仿真 | 第66页 |
| 6.5.2 笛卡尔空间轨迹规划仿真 | 第66-67页 |
| 6.6 机器人仿真的可靠性验证 | 第67-68页 |
| 6.7 小结 | 第68-70页 |
| 7 结论 | 第70-72页 |
| 7.1 总结 | 第70页 |
| 7.2 工作展望 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第76-77页 |
| 致谢 | 第77页 |
