基于刚度矩阵的串联机器人双关节被动重力平衡研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-15页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第9-13页 |
| 1.2.1 配重法 | 第9-10页 |
| 1.2.2 弹簧机构法 | 第10-13页 |
| 1.2.3 重力平衡研究现状分析 | 第13页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第13-15页 |
| 第2章 串联机器人被动重力平衡设计 | 第15-34页 |
| 2.1 串联机器人动力学分析 | 第15-21页 |
| 2.1.1 零初长型弹簧对重力平衡的作用 | 第15-17页 |
| 2.1.2 未平衡双关节机器人动力学 | 第17-20页 |
| 2.1.3 传统重力平衡双关节机器人动力学 | 第20-21页 |
| 2.2 基于刚度矩阵的机器人重力平衡设计 | 第21-31页 |
| 2.2.1 弹性势能的刚度矩阵表示法 | 第21-24页 |
| 2.2.2 重力势能的刚度矩阵表示法 | 第24-27页 |
| 2.2.3 弹性刚度矩阵分量矩阵元素分析 | 第27-29页 |
| 2.2.4 机器人实现重力平衡的条件归纳 | 第29-31页 |
| 2.3 双关节机器人弹簧各项参数求解 | 第31-33页 |
| 2.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 重力平衡机器人系统性能分析 | 第34-54页 |
| 3.1 平衡机构对重力平衡的影响 | 第34-37页 |
| 3.1.1 弹簧安装方式对重力平衡的影响 | 第34页 |
| 3.1.2 弹簧质量对重力平衡的影响 | 第34-36页 |
| 3.1.3 滑轮半径对重力平衡的影响 | 第36-37页 |
| 3.2 重力平衡对机器人控制系统的影响 | 第37-43页 |
| 3.2.1 重力平衡机器人PID控制 | 第37-38页 |
| 3.2.2 重力平衡机器人系统数学模型 | 第38-41页 |
| 3.2.3 负载转矩对控制系统性能的影响 | 第41-42页 |
| 3.2.4 负载转动惯量对控制系统性能的影响 | 第42-43页 |
| 3.3 双关节重力平衡机器人虚拟样机设计 | 第43-44页 |
| 3.4 双关节重力平衡机器人动力学仿真 | 第44-53页 |
| 3.4.1 确定各类零初长型弹簧的各项参数 | 第44-46页 |
| 3.4.2 物料搬运过程的动力学仿真 | 第46-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 第4章 机器人重力平衡实验及控制方案改进 | 第54-69页 |
| 4.1 机器人重力平衡实验平台 | 第54-58页 |
| 4.1.1 实验平台硬件搭建 | 第55-56页 |
| 4.1.2 实验平台软件设计 | 第56-58页 |
| 4.2 机器人重力平衡实验及结果分析 | 第58-63页 |
| 4.2.1 末端无负载实验 | 第58-61页 |
| 4.2.2 末端负载 100g实验 | 第61-62页 |
| 4.2.3 末端负载 200g实验 | 第62-63页 |
| 4.3 机器人重力平衡系统控制方案的改进 | 第63-68页 |
| 4.3.1 控制方案分析 | 第63-64页 |
| 4.3.2 基于改进型干扰观测器的控制方案设计 | 第64-68页 |
| 4.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 结论 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 附录1 ADAMS动力学仿真程序 | 第74-75页 |
| 附录2 MAXON直流伺服电机调试步骤 | 第75-77页 |
| 附录3 实验平台上位机LABVIEW程序 | 第77-79页 |
| 附录4 机器人重力平衡实验结果 | 第79-83页 |
| 致谢 | 第83页 |
