四自由度机器人设计及运动学动力学分析(毕业论文).doc

第 章 目录目录摘 要............................................................................................................................................IAbstract........................................................................................................................................21 绪论 ..........................................................................................................................................51.1 引言 ..............................................................................................................................51.2 机器人研究现状及发展趋势 .......................................................................................61.3 本课题的主要研究内容和工作安排 .........................................................................111.3.1 课题研究的背景及意义 ..................................................................................111.3.2 课题研究的内容及安排 ..................................................................................122 四自由度串联机器人本体结构设计 ....................................................................................132.1 机器人的总体方案设计 .............................................................................................142.1.1 抓取机器人功能需求分析及其特点 ..............................................................142.1.2 机器人驱动方案的确定 ..................................................................................142.1.3 机械传动方案的确定 ......................................................................................152.1.3 机器人基本技术参数设计 ..............................................................................162.1.4 机器人本体的总体结构 ..................................................................................172.2 机器人本体基本结构设计 .........................................................................................182.2.1 大臂和小臂机械结构设计 ..............................................................................182.2.2 腕部机械结构设计 ..........................................................................................202.2.3 直线组件的设计选择 ......................................................................................202.2.4 支架结构设计 ..................................................................................................212.2.5 步进电机与减速器的计算和选择 ..................................................................222.2.6 机器人传动轴的校核 ......................................................................................242.2.7 机器人本体的三维模型 ..................................................................................252.3 本章小结 .....................................................................................................................263 四自由度抓取机器人运动学分析及仿真 ............................................................................273.1 机器人运动学分析 .....................................................................................................273.1.1 奇次坐标变换 ..................................................................................................273.1.2 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法......................................................................283.1.3 抓取机器人运动学模型的建立 ......................................................................303.2 机器人运动学方程的建立 .........................................................................................313.2.1 抓取机器人的正运动学分析 ..........................................................................313.2.2 工业机器人工作空间分析 ..............................................................................343.2.3 机器人雅可比（Jacobian）关系求解 ............................................................373.2.4 抓取机器人的逆运动学分析 .........................................................................413.3 四自由度串联机器人运动学仿真 .............................................................................453.3.1 虚拟样机技术概述 ..........................................................................................453.3.2 本文用到的 ADAMS 软件模块......................................................................463.3.3 建立机器人仿真模型 ......................................................................................463.3.4 机器人位移仿真分析 ......................................................................................493.3.5 机器人速度仿真分析 ......................................................................................503.4 本章小结 ....................................................................................................................504. 轨迹规划及仿真分析 ..........................................................................................................514.1 关节空间轨迹规划算法分析 .............................................................................................514.2 关节空间的轨迹规划 .........................................................................................................524.3 .1 三次多项式法 ................................................................................................524.3.2 五次多项式法 .................................................................................................544.3.3 高次多项式轨迹规划 ...............................。