一种四自由度机器人的运动学研究及仿真.pdf

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1、轻工科技2013年8月第8期(总第177期)LIGHTINDUSTRYSCIENCEANDTECHNOLOGY计算机与信息技术一种四自由度机器人的运动学研究及仿真周宏菊，王鹏(1．陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300；2．中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安710119)【摘要】采用D—H法建立所设计四自由度装配机器人运动学方程，并利用ADAMS软件进行运动学仿真。通过MAT—LAB7．1对理论分析结果进行可视化处理，得到可达工作空间，并将其结果同ADAMS~"真结果进行比较，验证机器人理论分析的正确性。【关键词】

2、四自由度装配机器人；虚拟样机；运动学分析；仿真【中图分类号】TP242．3【文献识别码】A【文章编号]2095—3518(2013)08—84—03工业机器人自其诞生至今，已有半个多世纪。为满足不同的应用场合，产生了各种结构形式的工业机器人。SCARA机器人在平面上具有很好的灵活性，而在与平面垂直的方向具有很高的刚性，因此非常适合垂直方向的装配、搬运作业“l。SCARA机器人除具有普通的关节型机器人结构紧凑、工作空间大、操作灵活等优点外，同时还具有较高的重复定位精度和较好的性价比。目前，SCARA机器人已经在国内外众多企业取得了广

3、泛应用大大提高了生产效率并取得了较好的经济效益0】。本文所研究的SCARA机器人由3个回转关节和1个直线关节组成，有4个自由度，可用于完成搬运、焊接、喷漆、装配等工艺操作，是一种典型的操作机器人。1．腰部关节；2．肩关节；3．肘关节；4．腕关节1机器人的运动学分析图2机器人连杆坐标系1．1坐标系的建立d=从到沿互测量的距离；该装配机器人总共有六个坐标系“】，即(x，，zi)(i=1，2，3，0=从到绕互旋转的角度；a，b，C，d，eg均为4)，机座坐标系(x。，Y。，7-o)及与末端执行器固联的坐标系(xm，结构参数。Y，zⅡ1)

4、。如图1和图2所示。代表连杆i一1的长度，因此规定≥0；而，d，0．关节坐标系的建立应遵循以下原则“】：(1)z轴与第i个关节的值可正、可负。的关节轴重合，正方向的确定以坐标变换方便为原则。(2)X轴1_2齐次变换矩阵垂直于z和z轴并指向离开z轴的方向。(3)轴按右手坐标在用D．H法建立了各杆件坐标系后，连杆坐标系{i-1)与{i)系的要求建立。间的变换关系可以用坐标系的旋转和平移来实现。显然，杆件的D．H表示法取决于此杆件的四个几何参数】：与Ot，，d，这四个连杆参数有关。连杆变换可l=ai_从∑互一。到∑五沿。测量的距离；o=

5、从∑一。以看成坐标系fi1经以下四个子变换得到的：到∑z．绕旋转的角度；(1)绕轴旋转角；(2)沿轴平移；(3)绕ZJ轴旋转0角；(4)沿z轴平移d；；因为这些子变换都是相对于动坐标系描述的，按照“从左向右”原则J，得到：：一T=Rot(x一。)Trans(x，a)舶f(z，0)，rn珊(z，d)由上式右边的四个变换，可以得到连杆变换：通式：图1Sohdedge中的虚拟样机模型【作者简介】周宏菊(1981一)，女，河南人，硕士，教师，助教，研究方向：机械、数控。842．5四个阶段DPAOs、PAOs的变化与缺氧吸磷量的关系子受体，

6、发现系统的缺氧吸磷量能够达到14mg·L一，DAPOs的吸磷速率能够达到6．21mgPO2一P／(gMLSS·h)，DPAOs／PAOs也增加到了61％，DPAOs的富集对于提高TP的去除率起到了重要作用。3结论实验表明系统抗有机和氨氮冲击负荷能力强，COD、氨氮和TP的去除率在92．1％、99．7％、76％；控制系统回流比在300％的情况，可以进一步强化DPAOs生长及缺氧除磷的效果，提高进水N／P以增加缺氧硝氮的负荷，DPAOs在PAOs的比例增加到61％，在C／N为5．2的情况下，TN与1]P的去除率分别维持在图7DPAOs

7、、PAOs及缺氧吸磷量的变化71％、92％，TP主要归因于DPAOs的生长富集，在强化缺氧吸磷由图7可以可以通过DPAOs与PAOs的变化过程深入解析的同时也强化了反硝化的效果。TP在不同阶段的变化。在第1阶段，对于低C／N比水质而言，利于DPAOs的富集，但是这种菌群的循化是以充分的释磷为前参考文献提。因此在第l阶段，TP在厌氧池释放受限成为制约TP去除率【1]JianjunQ，Maung—HtunO，GuiheT，Kiran—AK，TomotakaH．Pilot的主要因素，DPAOs在PAOs中的比例仅为26％，缺氧吸磷量为s

8、tudyofasubmergedmembranebioreactorforwaterreclamationⅡ】．Water4．5mg·L一。第2阶段C／P的增加，使得PAOs在厌氧池可以充分Science&Technology60(2009)：32