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基于刚度矩阵的串联机器人双关节被动重力平衡研究

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基于刚度矩阵的串联机器人双关节被动重力平衡研究
论文目录
 
摘要第1-5页
ABSTRACT第5-8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

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