三自由度并联机器人设计开题报告

1、开题报告填写要求1开题报告应在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见后方可进行论文正文写作；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3有关年、月、日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2006年9月25日”或“2006-09-25”。1本课题研究的背景、目的及意义传统的教师活动中心管理方式，积累量大，易出错，在教师活动中心开放方面，教师很难查看教师活动中心的空闲时段，管理员也很难为教师预备实验条件。在

2、选择实验课方面，总是以班级或者专业为单位进行排课，使得教学缺乏自主化，人性化，而且往往会师生之间相互不了解而产生的盲目教学等情况，影响教师、老师的积极性，从而影响实验教学的效果。所以，需要开发一套开放教师活动中心实验预约系统来代替传统的管理方法。开放教师活动中心预约系统包含管理员放课子系统，老师排课子系统，教师选课子系统三块。在放课子系统中，管理员根据该学期的实际需要发放本学期的实验项目批次，同时管理员可以统计所有实验项目批次的选课情况。在排课子系统中，老师根据管理员发放的实验项目批次，确定实验的时间、地点、容纳人数等基本信息，同时老师可以查看自己排课情况。在选课子系统中，教师根据自己的实际情

3、况和老师排课的基本情况来选择自己的实验项目批次，同时教师可以查询老师的信息，课程的信息和自己的课表。系统采用B/S架构，符合操作简单，界面友好，灵活，实用，安全的要求，能够完成开放教师活动中心预约管理的全过程。系统的最大特点就是打破了传统意义上的教师活动中心管理方式，使得教师、老师在整个教学过程中更加自主，不断提高了两者的积极性，同时也提高了教与学的质量，提高了实验教学管理的效率。2本课题主要研究内容和预期目标1. 课题研究及主要研究内容三自由度并联机器人是一种多变量和本质非线性的复杂系统，其运动学及 动力学分析是并联机器人的机构设计以及液压驱动系统设计的前提。本文首先 采用坐标变换和求导的方

4、法对三自由度并联机器人运动学进行了分析；然后不 考虑折页、液压缸的质量和惯量，基于牛顿-欧拉法建立了系统的单刚体动力学模型；本文还在运动学分析和动力学分析的基础上设计了系统的动力机构，并给出了系统动力机构在基本工况下的负载匹配曲线； 三自由度并联机器人另外一个重要的研究方向是三自由度并联机器人控制 策略的研究，控制系统将直接决定系统最终达到的性能指标。本文首先推导了 对称阀控制非对称缸的传递函数数学表达式；然后设计了简单的PID调节控制 器，对控制系统的特性进行了初步分析。为了在建造实物样机之前验证分析的可行性，本文应用 ADAMS 建立了实物的虚拟样机模型，并将其与 Matlab/simul

5、ink 仿真软件联合对运动学、动力 学和控制系统的可行性进行了联合仿真验证，该方法能较真实模拟实际的三自由度并联机器人，结果表明本文所做的运动学分析、动力学分析以及控制系统的分析是可行的。从而为研制用于实际试验的坦克炮塔及火控系统试验台提供了必要的设计依据。 2. 预期目标三自由度并联机器人另外一个重要的研究方向是三自由度并联机器人控制 策略的研究，控制系统将直接决定系统最终达到的性能指标。本文首先推导了 对称阀控制非对称缸的传递函数数学表达式；然后设计了简单的PID调节控制 器，对控制系统的特性进行了初步分析。为了在建造实物样机之前验证分析的可行性，本文应用 ADAMS 建立了实物的虚拟样机

6、模型，并将其与 Matlab/simulink 仿真软件联合对运动学、动力 学和控制系统的可行性进行了联合仿真验证，该方法能较真实模拟实际的三自由度并联机器人，结果表明本文所做的运动学分析、动力学分析以及控制系统的分析是可行的。1、 对结构进行分析论证和部件选型。2、 电控部分，设计传感器安装位置，以及传感器选型。该装置为闭环控制系统，需要采集的数据量较多，初步选定电容式压力传感器，热电偶温度传感器，测量点也有要求，在压缩机出口和膜分离组件入口及出口安装压力传感器，检测压缩气体压力。在膜分离组件出口加装流量计，测量输出气的量，并在该处加装氧浓度检测装置及时对误差进行补偿。所有传感器都应由总线将

7、数据传入控制器。电控阀采用电磁阀，由主机控制。3、 整体分析性能预期目标：能对设备整体机电结构有详细全面的认识，能将传感器与机械设备有机结合并达到所要的控制目的。以下为设备控制思路：3本课题拟采用的研究方法、步骤研究方法：本文首先采用坐标变换和求导的方法对三自由度并联机器人运动学进行了分析；然后不 考虑折页、液压缸的质量和惯量，基于牛顿-欧拉法建立了系统的单刚体动力学模型；本文还在运动学分析和动力学分析的基础上设计了系统的动力机构，并给出了系统动力机构在基本工况下的负载匹配曲线； 4本课题主要参考文献1 D. Stewart. A Platform with Six Degrees of Fr

8、eedom. Proc. Inst. mech. Engineers. 1965,180(15):3713862 黄真, 孔令富, 方跃法. 并联机器人机构学理论及控制M. 北京: 机械工业 出版社, 1997,3:111,303315 3 邱志成, 谈大龙, 赵明扬. 并联机器人研究现状. 研究研发. 2000, 38(428): 2729 4 熊有伦，尹周平，熊蔡华等. 机器人操作M. 武汉：湖北科学技术出版 社，2002:6367 5 Daniel Martins, Raul Guenther. Hierarchical Kinematic Analysis of Robots J, M

9、echanism and Machine Theory, 2003, 8(11):497518 6 John M. A Bibliography on Roots of Polynomials. J. of Computational and Applied Mathematicas, 1993,47:391394, North-Holland 7 Brouno Buchberger. Applications of Groebner Bases In Non-Linear Computational Geometry, RISC-LINZ, Johannes Kepler Universit

10、y, A4040 Linz, Austia,1990 8 吴文俊. 几何定理机器证明的基本原理. 北京：科学出版社，1984 9 王奇志，张祥德，徐心和. 一类 3-6 Stewart 平台的机构位置正解. 机械科 学与技术. 1999,18(2):242245 10 Fichter E F. A Stewart platform based manipulator: general theory and practical construction J. The International Journal of Robotics Research,1986,5(2): 157182 11 J

11、-P Merlet. Parallel Manipulators: State-of-the-Art and Perspectives J, Advanced Robotics, 1994,8:589596 12 Dasgupta B. and Mruthyunjaya T.S. A Newton-Euler formulation for the inverse dynamics of the Stewart platform manipulatorJ. Mechanism and Machine Theory, 1998,33(8):11351152 13 Liu K, Fitzgeral

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