五自由度并联包装机器人的运动特性及工作空间优化分析.docx

五自由度并联包装机器人的运动特性及工作空间优化分析

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3.1五自由度并联机器人研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3.2包装机器人研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3.3运动特性及工作空间优化研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

五自由度并联包装机器人的结构与原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1机器人结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1.1关节类型及布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.2驱动方式与传动机构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2机器人运动学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2.1运动学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.2.2运动学逆解与正解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2.3逆运动学误差分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

运动特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.1运动学特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.1.1速度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1.2加速度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.1.3姿态分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2动力学特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.2.1动力学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.2.2力学性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.2.3力矩分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

工作空间优化分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1工作空间定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.2工作空间分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.2.1工作空间范围分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.2.2工作空间形状分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.2.3工作空间利用率分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.3工作空间优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.3.1基于遗传算法的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.3.2基于粒子群算法的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

4.3.3基于梯度下降法的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

仿真实验与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

5.1仿真模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

5.2运动学特性仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

5.3动力