并联机器人的设计说明书大学学位论文.doc
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摘 要
机器人尤其是并联机器人的设计是机器人领域复杂而困难的课题。
本论文建立了并联机器人的物理模型,详尽探讨了机器人的工作空间,给出了可达工作空间的计算方法,并通过对工作空间的位置分析和运动分析,得出了最佳的连杆长度和机构的运动空间的关系。并联机器人由于结构的限制不容易实现灵活工作空间,针对这一特性,文中提出了并联机器人的灵活度和灵活空间等性能指标的概念。
最后本文系统的论述了步进电动机的选用和硬件电路的设计,并给出了步进电动机的控制程序。空间模型是实现机器人机构计算机辅助设计的有效途径,因此本论文的研究对设计者设计并联机器人机构和开发这些并联机器人机构的计算机辅助设计软件有着重要的科学意义和明显的应用价值。
关键词:物理模型 硬件电路 并联机器人
Abstract
The design of manipulators, especially the parallel manipulators, is one of the challenging problems in the robotic field.
In this thesis, the physical models of the solution space for some parallel manipulators are planar parallel manipulators. The thesis studies the workspaces of the parallel manipulators in detail . The numerical methods for calculating the workspaces are presented through the work space and the location analysis and motion analysis.
The concepts of agility and the agile workspace for parallel manipulators are proposed and defined. The physical models of the solution space propose a useful approach for the computer-aided design of robotic mechanisms, the results and the techniques obtained by this thesis are very useful for the design of the parallel robotic mechanisms and the development of CAD software.
Key words: Physical Model Hardware circuit Parallel manipulator
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 1
第1章 绪论 3
1.1 概述 3
1.2 并联机器人的特点、发展过程、现状 4
1.3 并联机器人综合的研究现状 7
1.4 论文选题的意义 8
第2章 并联机器人机构及性能分析 9
2.1 机器人系统自由度的分析 9
2.2 机器人机构性能分析 10
2.2.1 机器人机构描述 10
2.2.2 位置分析 10
2.2.3 性能评价指标 11
2.3 尺寸设计 13
2.3.1 最佳极位夹角的确定 14
2.3.2 最佳连杆长度的确定 15
2.3.3 其他参数的确定及尺寸设计结果 15
2.3.4并联机构活动空间及连杆尺寸的确定 16
2.4 并联机构运动学仿真概述 16
2.5 小结 17
第3章 步进电动机的选择及一级减速齿轮副的选择 18
3.1 步进电机的特点 18
3.2 步进电机的工作原理 18
3.3 步进电机的控制 19
3.5 一级减速齿轮副的选择 20
3.6 小结 21
第4章 机器人控制系统的设计 21
4.1 单片机概述 21
4.1.1 单片机的发展情况 21
4.1.2 单片机的结构 22
4.1.3 单片机的应用 22
4.2 芯片的选取原则和片脚结构 22
4.2.1.单片机的优点 22
4.2.2.MCS-51系列单片机8031 23
4.2.3.地址锁存器 23
4.2.4.三---八译码器 24
4.2.5.程序存储器 24
4.2.6 数据存储器 25
4.2.7. 并行I/O口 25
4.3 键盘显示电路 26
4.4 硬件电路设计 27
4.4.1本设计硬件电路
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