2P3R型机器人运动学及工作空间分析

Abstract

针对目前企业中存在的人工打磨大型船用螺旋桨叶面效率低、质量不均匀以及工人劳动强度大等问题，提出了一种用于加工大型船用螺旋桨叶面的2P3R型5自由度工业机器人，建立了其完整模型。将末端执行器考虑在内，采用改进D-H法建立了机器人正运动学数学模型并求得其正运动学方程。基于蒙特卡罗法，在Matlab环境下，利用机器人工具箱对机器人工作空间进行求解，描绘出该机器人末端刀具可达工作空间点云图。通过曲面拟合与空间包容对比，结果表明，所设计的2P3R型5自由度工业机器人能够实现对直径4～10 m的大型船用螺旋桨单个桨叶上表面的全部覆盖，为后续对大型螺旋桨加工机器人的运动控制与路径规划等研究奠定了基础