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1、北京化工大学北京化工大学毕业设计（论文）三自由度并联机器人的运动学仿真电气工程学院毕业设计（论文）任务书系 别机电一体化机电一体化指导教 师 学生姓 名专业(班 级) 设计题 目三自由度并联机器人的运动学仿真三自由度并联机器人的运动学仿真题目来源自拟自拟题目类 型工程技术研究工程技术研究 题目性质模拟（真题假模拟（真题假 做）做）设计内容和目标MATLAB 软件在自动控制及其他的工程科学得到了广泛的应用，研究基于 MATLAB 的仿真技术有重大意义。内容：1、学习 MATLAB 及空间并联机器人的基础知识；2、查阅国内外相关资料，掌握国内外关于并联机器人仿真的研究现状；3、建立机器人的数学模型
2、及仿真模型，4、对机器人系统进行仿真研究，5、撰写毕业论文。目标：掌握 MATLAB 软件及其机器人的基本理论，设计出基于 MATLAB 的机器人仿真模型。毕业设计说明书一本，查阅一篇相关英文参考文献及翻译。设计要求 遵守毕业设计期间的纪律，按时答疑； 独立完成毕业设计的任务，培养独立进行科学研究的能力 撰写设计说明书一份（4-6 万字）及其相应的图纸；英文资料的翻译不少于 5 千字；设计说明书要求条理清晰、文笔通顺，符合毕业设计撰写规范的要求；说明书及文字符号符合国家现行标准； 完成相关的实验或仿真实验；参考资料1并联机器人机构学理论及控制 黄真 孔令富 方跃法 著 机械工业出版社2MATL
3、AB 程序设计及应用 张智星 著 清华大学出版社3相关复印资料若干周 次145891213161719应完成的内容收集资料了解MATLAB的基本知识，对设计任务有基本认识确定总的方案方案分析及设计软件设计及其调试设计总结，撰写论文基层教 学单位 审核院 (系) 审 核摘 要 少自由度并联机构是目前机器人研究领域的热门课题，目 前许多学者开发出很多新机构，但新机构要进入实际的工程应 用领域还需进行很多系 统的研究。 课题中对平面三自由度并联机器人（3RRR）进行了分析， 描述了机构的特性，给出了机构的位置反解算法，利用黄真教 授提出的虚设机构法建立了机构的一阶和二阶影响系数矩阵， 实现了运动学建
4、模；开发出基于 MATLAB 的分析与仿真软件， 通过软件对该机构进行了运动学分析。然后运用 MATLAB 的 绘图技术及数据可视化技术给出了平面 3RRR 并联机构的三维 仿真实体模型的简单画法及实体的运动仿真，在计算机上从实 体运动仿真图中直接验证了对平面 3RRR 机构进行性能分析所 得的理论结果：(1)从机构运动中直接分析了机构的奇异位形点； (2)利用实体运动得到的仿真曲线同影响系数法得到的仿真的速 度及加速度曲线的完全吻合，说明了利用黄真教授提出的虚设 机构影响系数法进行少自由度机构运动分析的可行性。 最后在空间并联机构 3RRR 实体仿真软件基础上，基于 MATLAB 的 GUI
5、 技术，开发了与 Windows 相类似的界面窗口， 简化了系统的应用，使其更易于被一般用户所接受。 关键词 3RRR 机构；运动分析；机构仿真Abstract The lower-mobility parallel mechanisms are presently hot topics in the field of robotics research. A lot of scholars have open out varieties of novel mechanisms. But before they enter into the field of actual engineerin
6、g applications comprehensive investigations must be done. In this paper a lower-mobility parallel symmetrical mechanisms3RRR has been discussed chiefly including its mechanistic characteristic and its motion. Meanwhile its inverse kinematics on this kind of mechanisms is presented. Furthermore one-o
7、rder and two-order influence coefficient matrices and kinematics model are erected based on nominal mechanism influence coefficient advanced by Pro. Huang. As well as we open up a set of performance analysis and imitating software. Secondly it is presented how to protract simply three-dimension soli
8、d simulation model and its motion of the plane parallel mechanism 3RRR with drawing and VISC (visualization in scientific computing) of MATLAB. From computer solid motion simulation we verify the theoretical conclusions on performance analysis. First we analyze directly their singularity poser from
9、the model motion. Second Comparing to the simulating curves from solid motion with influential coefficient method theyre completely anatomized. These show its feasible that we analyze seldom- mobility motion performances with nominal mechanism influence coefficient advanced by Pro. Huang. Finally ta
10、king the spatial parallel mechanism 3RRR as an example and based on the GUI we develop universal user-interface similar to Windows, which make its application simple and understandability to the commons. Keywords Parallel Mechanism 3RRR; Kinematics Analysis; Mechanism Simulation目 录摘摘 要要.IAbstract .I
11、I第第 1 章章 绪论绪论 .11.1 课题背景 .1 1.1.1 国内外并联机器人的研究现状 .1 1.1.2 对机构仿真的研究 .3 1.2 课题研究的内容及意义 .4第第 2 章章 基础知识介绍基础知识介绍 .62.1 坐标变换的基础姿势矩阵的欧拉角表示法 .6 2.2 影响系数法简介.8 2.2.1 影响系数的概念 .8 2.2.2 并联机构的一阶影响系数及速度分析 .11 2.3 本章小结.13第第 3 3 章章 MATLABMATLAB 简介简介 .143.1 M 文件编辑器 .14 3.2 脚本文件和函数文件 .15 3.2.1 M 脚本文件 .15 3.2.2 M 函数文件 .15 3.2.3 局部变量和全局变量 .16 3.2.4 M 文件的一般结构 .16 3.3 句柄图形 .17 3.3.1 图形对象、对象句柄和句柄图形数结构 .17 3.3.2 对象属性 .18 3.3.3 图形对象创建指令一览 .19 3.4 图形用户界面的设计原则和一般步骤.20 3.4.1 设计原则 .20 3.4.2 一般制作步骤 .213.5 图形用户界面的控件属性 .
