一种五自由度喷涂机器人运动学与振动分析

余祥^1,2，邹光明^1,2，徐历洪^1,2，王文圣^1,2

1. 武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室2. 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室

摘 要：设计了一种适用于长筒型工件内外表面涂装的五自由度混联喷涂机器人。列出了机器人的D-H参数表并推导出了末端执行器的位姿矩阵,应用MATLAB软件模拟了局部关节联动形成的包络面。在蒙特卡罗方法的基础上,改进算法,规划出了机器人的完整工作空间。针对机器人实物样机测试过程中存在的轨迹颤动问题,建立了机器人的振动分析模型。采用瑞利法对该弹性体模型进行了分析,给出了系统的基阶振型函数,计算出了系统的振动周期。同时建立了振动系统的仿真分析模型,在Adams Vibration软件中模拟了系统的受迫振动,得到了系统在不同频率激振力作用下的频域响应曲线。仿真结果与理论分析相符,为机器人的运动控制及结构优化提供了重要依据。

关键词：喷涂机器人;位姿矩阵;蒙特卡罗方法;瑞利法;振动分析;频域响应;