二自由度并联机器人复习过程.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。二自由度并联机器人-中国矿业大学本科生毕业设计姓名：李霖学号：03071171学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化设计题目：二自由度并联机器人专题：1. 指导教师：杨雪锋职称：讲师二O一一年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院机电工程学院专业年级机自07-8班学生姓名李霖任务下达日期：2011年3月15日毕业设计日期：2011年3月15日至2011年6月21日毕业设计题目：二自由度并联机器人毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：机构总体设计，绘制三维装配图2. 平面2-RRR机构的运动学、动力

2、学分析；设计集驱动、控制、检测三位为一体闭环电路，绘制电路图院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评

3、阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日-摘要并联机器人是一类闭环结构的机器人，具有精度高、承载能力强等优点，与串联机器人在结构和性能方面形成互补，极大地扩展了整个机器人的应用领域。随着机器人高速化和轻型化

4、的发展要求，各构件弹性变形给并联机器人整体性能带来的影响已经不容忽略，因此开展柔性并联机器人方面的研究就成为当前机器人领域的前沿课题。目前，国内外研究主要集中在理论研究而实验研究却很少。本文以平面2-RRR并联机器人为研究对象的平面精密工作台设计。平面2-RRR并联微操作台通过2条支链的相互配合控制动平台中央针的微操作。本文完成了平面2-RRR机构的总体设计，硬件选型。主要是电动机，联轴器，二级行星减速器，主动杆，从动杆，动平台，定平台的设计。并用PEOE绘制了三维机构图。本文采用的伺服电机驱动，由旋转编码器控制转角。采用激光位移传感器对动平台中央针的位置进行实时监测。用单片机控制电路，实现了

5、包括机器人回零限位、轨迹规划与控制、系统状态监测等主要功能对驱动，控制，检测系统绘制了待反馈的闭环控制电路。关键词：并联机器人；平面2-RRR机构；伺服电机驱动；二级行星减速器；ABSTRACTTheparallelrobotisakindofclosed-looprobotthathasmanyadvantagessuchaslowinetiaandhighaccuracy.Itisacomplementtotheserialrobotinthestructureandperformance,andexpandstheapplicationfieldofrobotics.Onthecomma

6、ndofhigh-speedandlightness,theslasticdeformationsthathaveimpactedontheperformancesofparallelrobotcannotbeneglected.Therefore,theflexibleparallelrobothasbecomeanewhotpot.Atpresent,mostofthestudiesarefocusedontheory,andexperimentalstudyisseldom.Thisarticleisbasedona3-RRRflexiblerobotsystem.THE2-RRRpla

7、narparallelmicro-consolethroughthreebranched-chaininteractionwiththecentralcontrolofthemovingplatformpinmicro-operations.Thispapercompletedthe3-RRRplanarbodydesign,hardwareselection.TheMainlydesignaremotor,coupling,twoplanetaryreducer,activebar,drivenrods,themovingplatformandfixedplatform.Three-dime

8、nsionalChartisdrawedbyPRO/E.Planar3-RRRinstitutionsisanalysisedbykinematics,dynamics,andsolvedoutofthebarandthemovingplatformposition,velocity,accelerationandforce.Inthispaper,theservomotordriveisusedforpower,andthispaperuselaserdisplacementsensorstothecentralmovingplatformforreal-timemonitoringofne

9、edleposition.Thedrive,controlanddetectionsystemtobedrawnclosed-loopfeedbackcontrolcircuit.Keywords:parallelmanipulators;2-RRRmechanism;servo-motordrive;目录1绪论11.1课题研究的背景和意义11.1.1并联机器人的特性11.1.2并联机器人的应用11.1.3课题研究意义31.2平面2-RRR并联微操作台简介41.2.1机构部分简介41.2.2驱动、控制、检测部分简介41.2.3运动学、动力学仿真部分简介41.3国内外研究现状及存在的问题41.3

10、.1运动学研究41.3.2动力学研究51.3.3驱动系统研究51.4课题研究的主要内容及技术路线62平面2-RRR机构的总体设计72.1总体结构设计72.2杆组平台几何参数确定73电路控制系统设计93.1控制系统设计93.2驱动组件选型93.2.1MSA042C1C型伺服电机93.1.2YL2型凸缘联轴器93.1.3二级行星齿轮减速器103.2减速器的设计与计算123.2.1总传动比的计算123.2.2传动形式选择133.2.3齿轮材料、热处理工艺及制造工艺的选定133.2.4传动比的分配133.2.5高速级计算143.2.6几何尺寸计算163.2.7啮合要素验算173.2.8齿轮强度校核18

11、3.2.9c-b传动253.3低速级计算303.3.1低速级计算303.3.2几何尺寸计算323.4齿轮强度校核343.4.1a-c传动343.4.2c-b传动443.4.3输入轴的设计与计算503.4.4伺服电机驱动器533.4.5ABC-RII型旋转编码器533.5控制系统组件选型533.5.1AT89S52单片机533.5.2并行接口芯片8255553.5.3扩展键盘74HC573563.5.4程序存储器29C010573.5.5数据存储器HY62256583.5.6PLD片选信号16V8D583.5.7直流伺服电机的驱动与控制原理603.6检测系统组件选型613.6.1振动传感器原理与应用613.6.2运算放大器OP07623.6.3多路开关74HC4052643.6.4模数转换AD1674653.6.5电平转换系统663.6.6光电编码器67结论69参考文献70英文原文71中文译文84致谢93