二自由度并聯(lián)機(jī)器人

1、中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 姓 名：學(xué) 院：專 業(yè)：設(shè)計(jì)題目：專 題：指導(dǎo)教師： 李霖 學(xué) 號： 03071171 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械工程及自動(dòng)化 二自由度并聯(lián)機(jī)器人 楊雪鋒 職 稱： 講師二O一一 年 六 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)年級 機(jī)自07-8班 學(xué)生姓名 李霖任務(wù)下達(dá)日期：2011年3月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2011年3月15日至2011年6月21日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：二自由度并聯(lián)機(jī)器人畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：1. 機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)，繪制三維裝配圖2. 平面2-RRR機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析；3. 設(shè)計(jì)集驅(qū)動(dòng)、控制、檢測三位為一體閉環(huán)

2、電路，繪制電路圖院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評價(jià)及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；寫作的規(guī)范程度；總體評價(jià)及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績：評閱教師簽字： 年 月日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱教師評閱書評閱教師評語（選

3、題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫作的規(guī)范程度；總體評價(jià)及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績：評閱教師簽字： 年 月日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績摘 要并聯(lián)機(jī)器人是一類閉環(huán)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人，具有精度高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與串聯(lián)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和性能方面形成互補(bǔ)，極大地?cái)U(kuò)展了整個(gè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著機(jī)器人高速化和輕型化的發(fā)展要求，各構(gòu)件彈性變形給并聯(lián)機(jī)器人整體性能帶來的影響已經(jīng)不容忽略，因此開展柔性并聯(lián)機(jī)器人方面的研究就成為當(dāng)前機(jī)器人領(lǐng)域的前沿課題。目前，國內(nèi)外研究主要集中在理論研究而實(shí)驗(yàn)研究卻很少。本文以平

4、面2-RRR并聯(lián)機(jī)器人為研究對象的平面精密工作臺設(shè)計(jì)。平面2-RRR并聯(lián)微操作臺通過2條支鏈的相互配合控制動(dòng)平臺中央針的微操作。本文完成了平面2-RRR機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)，硬件選型。主要是電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，二級行星減速器，主動(dòng)桿，從動(dòng)桿，動(dòng)平臺，定平臺的設(shè)計(jì)。并用PEOE繪制了三維機(jī)構(gòu)圖。本文采用的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由旋轉(zhuǎn)編碼器控制轉(zhuǎn)角。采用激光位移傳感器對動(dòng)平臺中央針的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。用單片機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)了包括機(jī)器人回零限位、軌跡規(guī)劃與控制、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測等主要功能對驅(qū)動(dòng)，控制，檢測系統(tǒng)繪制了待反饋的閉環(huán)控制電路。關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)器人；平面2-RRR機(jī)構(gòu)； 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)； 二級行星減速器；ABSTRA

5、CTThe parallel robot is akind of closed-loop robot that has many advantages such as low inetia and high accuracy. It is a complement to the serial robot in the structure and performance,and expands the application field of robotics. On the command of high-speed and lightness, the slastic deformation

6、s that have impacted on the performances of parallel robot can not be neglected. Therefore, the flexible parallel robot has become a new hotpot. At present, most of the studies are focused on theory, and experimental study is seldom. This article is based on a 3-RRR flexible robot system.THE 2-RRR p

7、lanar parallel micro-console through three branched-chain interaction with the central control of the moving platform pin micro-operations. This paper completed the 3-RRR planar body design, hardware selection. The Mainly design are motor, coupling, two planetary reducer, active bar, driven rods, th

8、e moving platform and fixed platform . Three-dimensional Chart is drawed by PRO/E . Planar 3-RRR institutions is analysised by kinematics, dynamics ,and solved out of the bar and the moving platform position, velocity, acceleration and force. In this paper, the servo motor drive is used for power, a

9、nd this paper use laser displacement sensors to the central moving platform for real-time monitoring of needle position. The drive, control and detection system to be drawn closed-loop feedback control circuit.Key words: parallel manipulators; 2-RRR mechanism; servo-motor drive;目 錄1 緒論 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.

10、1 課題研究的背景和意義 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.1并聯(lián)機(jī)器人的特性 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.2并聯(lián)機(jī)器人的應(yīng)用 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.3課題研究意義 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2 平面2-RRR并聯(lián)微操作臺簡介 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.1機(jī)構(gòu)部分簡介 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.2驅(qū)動(dòng)、控制、檢測部分簡介 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2.3運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真部分簡介 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3.1運(yùn)動(dòng)學(xué)研究 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3.2動(dòng)力學(xué)研究 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究 . 錯(cuò)誤！未

11、定義書簽。1.4課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2 平面2-RRR機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2 桿組平臺幾何參數(shù)確定 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3 電路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2驅(qū)動(dòng)組件選型 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.1MSA042C1C型伺服電機(jī) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.2YL2型凸緣聯(lián)軸器 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.3 二級行星齒輪減速器 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.1總傳動(dòng)比的計(jì)算 . 錯(cuò)

12、誤！未定義書簽。3.2.2傳動(dòng)形式選擇 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.3齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.4 傳動(dòng)比的分配 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.5高速級計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.6 幾何尺寸計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.7嚙合要素驗(yàn)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.8齒輪強(qiáng)度校核 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.9 c-b傳動(dòng) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3低速級計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.1低速級計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.2 幾何尺寸計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4齒輪強(qiáng)度校核 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.1a-c

13、傳動(dòng) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.2c-b傳動(dòng) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.3 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.4伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.5 ABC-RII型旋轉(zhuǎn)編碼器 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5控制系統(tǒng)組件選型 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.1 AT89S52單片機(jī) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.2 并行接口芯片8255 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.3擴(kuò)展鍵盤74HC573 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.4程序存儲(chǔ)器29C010 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器HY62256 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.6PLD片選信號16V8D . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.5.7直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制原理 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6檢測系統(tǒng)組件選型 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6.1振動(dòng)傳感器原理與應(yīng)用 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.6.2運(yùn)算放大器OP07 . 錯(cuò)誤！