6DOF机械手抓取动作设计开题报告.docVIP

毕业设计（论文）开题报告 题 目 6-DOF机械手的抓取动作设计 学 院 自动化学院 专 业 自动化 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.1 机械臂的概述 自动化的发展各种不同的机械臂被制作出来应用各种工业环境，机械臂，听觉，传感器使得它很多的能力。学会RIA)将机械臂的定义机械臂是通过可变的预编程动作为处理不同的任务而设计，可以执行如搬运材料、零件、工具或者特定的设备等任务，具有可重复编程、多功能的特点。通常由或者控制通常不同的任务地进行编程。1]。自从Unimation公司生产出机器人越广泛， 机械臂由多个连杆关节组成。根据的结构拓扑可以分为串联机械臂机械臂机械臂（机械臂）串联是开环的，并联机械臂的结构是闭环的(Degree Of Freedom)是指确定物体在空间的位置所需独立坐标的数目大致有的自由度移动的自由度两种形式需要有自由度，才能随意地在它的工作区间内放置物体可以任意指定位姿放置物体自由度叫做，随意指定任何但在具体中，机械臂不需要自由度就可以满足生产要求自由度机械臂叫做冗余机械臂机械臂在同一种任务提供了的选择配置，有无穷多种物体位姿，这就需要在无穷多种方法中选择一种，需要计算机检验和选择最优，这增加了额外的计算时间，因此工业中一般不采用有多余自由度的机械臂。 关于机械臂的运动学和动力学，可以由七项指标来衡量机械臂，结合机械臂几何学的影响，末端执行器的运动精确性以及伺服机构和控制系统的质量，可以提供局部反馈以及管理机器的工作。这些指标包括：有效负荷，工作区间（容量，形状），可重复性，稳定性，精准性，敏捷灵巧度，结构柔性。这些参数或指标描述了机械臂从启动，工作到停止，在所有臂的长度和重量都满负荷的条件下，有明确以及精确地操作的能力。机械臂的有效负荷是指机械臂所能承载的最大重量。工作区间是指机械臂的所有关节在没有打破结构和机制约束的情况下可以达到的空间。可重复性是指重复一个动作或者结果的能力。稳定性是指避免机械臂震动的能力。精准性是指机械臂在其工作区间内到达一个具体的配置（位置）的能力。敏捷灵巧度描述了机械臂在运动时的灵活以及拥有高效的速度。结构柔性是应对施加于机械臂的力和扭矩的能力。 关于机械臂的要素分为：为主流）技术应用于仿真和制造中.控制技术离线编程技术采用，技术成熟，的开放系统迅猛技术 4.智能化传感器具备类人的感觉功能的传感器的机器人编程语言适用于各种操作系统平台的编程语言；：机器人采用ther网络通讯方式其他采用-422、RS-485等通讯接口2]。 移动车部分、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件构成一个完整的机器人系统。分为。设计动力学的分析和仿真规划研究精确的机械臂系统，为生产带来的效益，易于维护维修。 1.2 机器人分类： 5]。根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类，大体分为三大类： a. 以操作为主的机械臂，例如 Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等； b. 以移动为主的机器人，例如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot，以及美 国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX和PowerBot等； c. 以操作与移动能力相结合的移动机械臂，计入RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[3]。 本课题的研究平台为兼具可移动性与操作能力的PowerBot的移动机械臂。 1.3 国内外研究现状： 在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下[4]： a．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。 b．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 c．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 d．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发； e．焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。 总的来说，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高