●章 緒論 1 1.1 打磨機器人概述 1 1.2 風機葉片的結構及制造工藝 2 1.2.1 風機葉片的結構設計 2 1.2.2 風機葉片的材料選擇 3 1.2.3 風機葉片的制造工藝 4 1.3 移動機械手的研究概述 6 1.3.1 移動機械手的組成與特點 6 1.3.2 移動機械手的國內外研究狀況 7 1.3.3 移動機械手技術在機械加工中的應用 10 1.4 移動機械手的關鍵技術 12 1.4.1 移動機械手的運動規劃 12 1.4.2 移動機械手的協調控制 13 1.4.3 移動機械手的力控制 15 1.5 本書的主要內容 17 第2章 打磨機器人的總體方案 19 2.1 葉片打磨原理 19 2.1.1 葉片打磨方法 19 2.1.2 砂輪位姿分析 20 2.2 打磨繫統方案 21 2.2.1 繫統方案分析 21 2.2.2 打磨機器人的結構方案 24 2.3 打磨機器人的控制策略 25 2.3.1 葉片維護的工藝流程 25 2.3.2 機器人控制策略分析 25 第3章 打磨機器人的運動分析 32 3.1 移動平臺運動學分析 32 3.1.1 微分幾何非線性控制理論 32 3.1.2 非完整繫統描述 34 3.1.3 移動平臺的運動學模型 35 3.1.4 移動平臺的可控性分析 38 3.2 打磨機器人運動學分析 38 3.2.1 機械手的正運動學模型 38 3.2.2 打磨機器人的正運動學模型 40 3.2.3 打磨機器人的運動約束方程 42 3.2.4 打磨機器人的冗餘特性 43 3.2.5 打磨機器人的逆運動學分析 44 3.2.6 打磨機器人的工作空間 46 3.3 葉片的結構及參數 48 3.4 打磨機器人的軌跡規劃 50 第4章 打磨機器人的動力學分析 54 4.1 移動機械手的動力學模型 54 4.2 子繫統動力學模型 59 4.2.1 移動平臺動力學模型 60 4.2.2 機械手動力學模型 62 4.3 機器人繫統的耦合特性分析 62 4.3.1 機器人機構仿真模型 63 4.3.2 耦合力對子繫統的影響分析 64 4.4 基於整體動力學的控制分析 66 4.4.1 控制律的設計 67 4.4.2 仿真分析 71 第5章 打磨機器人的控制策略 74 5.1 自由運動狀態軌跡跟蹤控制 74 5.1.1 移動平臺的反步跟蹤控制 75 5.1.2 機械手的比例微分加前饋補償控制 79 5.1.3 仿真分析 81 5.2 接觸作業狀態的操作力控制 84 5.2.1 主動柔順控制 84 5.2.2 阻抗控制的實現方法 87 5.2.3 操作力的阻抗控制 89 5.2.4 仿真分析 91 第6章 風機葉片打磨作業的仿真實驗 94 6.1 作業繫統坐標繫的建立 94 6.1.1 環境坐標繫的建立 94 6.1.2 砂輪相對葉片的位姿描述 95 6.1.3 葉片相對機器人基坐標繫的位姿描述 96 6.1.4 機械手的關節速度 97 6.2 磨削力的分析 98 6.3 葉片打磨過程的控制模型 99 6.4 仿真實驗 101 參考文獻 114
內容簡介
本書針對用於風機葉片修復打磨的移動機械手進行了理論研究。對打磨機器人的機構、控制策略、運動學、動力學、操作力控制等進行了理論分析。確定了用於風機葉片修復打磨的機器人的機構方案；對打磨機器人的動力學和耦合特性進行了理論分析和仿真研究；分析了打磨機器人的打磨控制策略；基於阻抗控制策略，設計了葉片打磨過程的控制模型，完成了仿真實驗的研究。本書內容豐富，理論性強，能反映包括風機葉片在內的大型工件打磨機器人技術的近期新研究進展，具有很強的針對性。 本書既可以作為高等院校相關專業研究生和高年級本科生的教材，也可以作為從事大型工件加工機器人和移動機械手研發的技術人員的參考用書。
