基于并聯機器人自動分揀裝置的結構設計與分析含4張CAD圖,基于,并聯,機器人,自動,分揀,裝置,結構設計,分析,cad 基于并聯機器人自動分揀裝置的結構設計與分析 摘 要 我國目前的經濟發(fā)展速度飛快，與之而來的勞動力成本與生產的效率要求也在不斷地提升，生產線中的分揀系統(tǒng)是自動化生產線中相當重要構成部分，為了符合目前的要求， 其必須具有高速，高精度，智能化等一系列特點。在其中并聯機器人是最符合上述要求的機器人，所以并聯機器人在自動化生產線以及分揀系統(tǒng)中的應用十分的可觀。 為了適應目前的工業(yè)需求，本論文設計了具備多種規(guī)劃途徑以及拾取選擇的分揀裝置。對此分揀系統(tǒng)進行結構的設計與分析。 本論文優(yōu)先設計了并聯機器人自動分揀裝置的結構以及主要工作方式，詳細介紹了分揀系統(tǒng)的工作原理與優(yōu)點。在工業(yè)生產活動中，分揀系統(tǒng)針對不同的情況有不同的路徑要求。本文針對這些路徑要求主要設計了空間直線、與空間圓弧等軌跡的算法；運用拋物線函數以提升運動軌跡的穩(wěn)定性，并對產品的軌跡進行了優(yōu)化。 最后進行實驗操作分揀系統(tǒng)的分揀過程，結果分析得到，第一，末端執(zhí)行器可以按照人為規(guī)劃的所有軌跡進行相應的運動。并且能夠按照人為的要求準確的完成對產品的抓取和投放；第二，我們看到在分揀系統(tǒng)的分揀過程中，末端執(zhí)行器在不同段落的軌跡運動中， 其過渡非常平穩(wěn)，沒有出現任何卡頓現象。第三，系統(tǒng)可以自動判斷物件位置并進行篩選。通過最大的效率來保證一次性抓取和投放多個物件，大大加快了生產效率。 關鍵詞：并聯機器人；分揀裝置；軌跡途徑 I Abstract With the rapid economic development in our country, the cost of labor and the efficiency of production are constantly improving. The sorting system in the production line is a very important part of the automatic production line. In order to meet the current requirements, it must have a series of characteristics such as high speed, high precision and intelligence. Among them, parallel robot is the most suitable robot, so the application of parallel robot in automatic production line and sorting system is very considerable. In order to meet the current industrial needs, this paper designs a sorting device with multiple planning approaches and pick-up options. The structure of the sorting system is designed and analyzed. This paper gives priority to the design of the structure and main working mode of the parallel robot automatic sorting device, and introduces the working principle and advantages of the sorting system in detail. In industrial production activities, the sorting system has different path requirements for different situations. According to these path requirements, this paper mainly designs the algorithm of space straight line, space arc and other tracks, uses parabola function to improve the stability of the motion track, and optimizes the product track. Finally, the sorting process of the experimental operation sorting system is carried out, and the results are analyzed. First, the end actuator can move according to all the trajectories planned by human. In addition, it can accurately grasp and release the products according to the human requirements; secondly, we can see that in the sorting process of the sorting system, the transition of the end actuator in the track movement of different paragraphs is very smooth, without any jamming phenomenon. Third, the system can automatically determine the location of objects and filter them. Through the maximum efficiency to ensure a one-time grab and drop multiple objects, greatly speeding up the production efficiency. Key words: Parallel Robot; Sorting equipment; Track approach II 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 引 言 1 1、緒論 2 1.1 選題的依據及意義 2 1.1.1 選題的依據 2 1.1.2 選題的意義 3 1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢 3 1.2.1 國外研究現狀及發(fā)展趨勢 3 1.2.2 國內研究現狀及發(fā)展趨勢 4 1.3 本課題研究內容及要求 4 1.3.1 研究內容 4 1.3.2 設計要求 5 2、構建系統(tǒng)框架 6 2.1 并聯機器人自動分揀裝置課題研究方案 6 2.2 結構及附圖 6 2.2 技術效果說明 9 3、并聯機器人運動學建模與分析 10 3.1 機構分析 10 3.2 坐標系的建立 11 3.3 位置正解逆解分析 11 4、末端軌跡部分 14 4.1 末端軌跡規(guī)劃 14 4.2 末端運動軌跡分析 14 4.2.1 直線軌跡規(guī)劃 16 4.2.2 空間圓弧軌跡規(guī)劃 18 5、總結 20 參考文獻 21 后 記 22 IV 引 言 隨著時代的進步，我國的經濟也在快速的發(fā)展，自動化生產線的逐漸普及也大大提高了生產的安全性，并有效的提高了生產速度和生產質量。現代化的自動生產線所應用到的技術有：機械技術、電工電子技術、微電子技術、接口技術、信息變換技術、傳感測試技術、網絡通信技術等多種現代技術結合，且綜合應用到自動化的生產之中。生產線的傳感檢測、傳輸、處理與控制、執(zhí)行與驅動的等機構隨著眾多技術的結合，在微處理單元的控制下協調并有序的進行工作，各個機構組合在一起形成了一個整體，共同的完成現代自動化生產流程。綜上所述，現代化的生產線具有綜合性和系統(tǒng)性的特點。 分揀系統(tǒng)是自動化生產線中的重要組成部分，其具備快速、高精度、高負載、智能化等特點。人工分揀的成本高且效率低，最重要的是人工無法在某些較惡劣環(huán)境下工作，對工人的安全性并沒有太大的保障，且相對與較重的物品來說，人工分揀的效率更低。本文詳細闡述了一種并聯機器人的自動分揀系統(tǒng)，達到了減少人員使用以及大大的提高了人員的使用效率，且減輕員工勞動強度與確保員工安全性的成果。 1 1、緒論 1.1選題的依據及意義 1.1.1 選題的依據 隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，市場的競爭也日趨激烈。各大生產企業(yè) 都在努力的提高自身產品的生產效率與產品質量，而分揀系統(tǒng)在其中起著至關重要的作用。一個產品是否合格，質量是否過關，也直接取決于在自動化生產線中的分揀系統(tǒng)能否正確 并快速地辨別出不合格產品。到目前為止，現在的大多數生產線中的分揀機構仍然需要人 工的參與，但作業(yè)強度已經越來越小。同時，完全做到無人化來完成分揀作業(yè)的自動分揀 系統(tǒng)也慢慢的誕生。自動分揀的含義是指，從產品進入分揀系統(tǒng)開始，直到其進入人工所 指定的位置為止，都是根據操作者設定的指令并且依靠自動裝置來完成分揀的。除了在控 制端的鼠標以及鍵盤等通過人工的方式來向控制裝置下達指令信息，其他部分全部采用自 動化控制作業(yè)，因此它的分揀能力相對之前來說要更加優(yōu)秀，出錯率更低，相對于人工分 揀來說分揀效率也有著很大的提升。 并聯機器人是目前應用很廣泛的一種機器人。機器人從結構上可以分為串聯和并聯兩種。串聯機器人具有的優(yōu)點有工作空間大、操作靈活等[1]，雖然其在工業(yè)生產中得到了相對廣泛的應用，但是它也存在著類似承載能力低、動力學性能差以及關節(jié)誤差累積等一系列的缺點[2]。而在實際應用中需要機器人具有很高的承載能力、良好的動力學性能和高精度等一些要求時。在這種形式下，并聯機器人就隨之誕生了[3]。并聯機器人相較與傳統(tǒng)的串聯機器人來說，具有精度高、柔性化強、承載能力強、運行速度快以及慣性較小等特點 [4]。智能分揀系統(tǒng)中的機械手作為驅動裝置，在接受系統(tǒng)操作指令后，正確執(zhí)行指令來完 成操作任務[5]。 2 圖 1.1 并聯機器人分揀裝置 1.1.2 選題的意義 中國是目前世界上工業(yè)起步相對較晚并且人口最多的發(fā)展中國家。而隨著人力勞動成本的提升，機器人代替人工進行工作的需求也在日益增強。機器人最早應用于工業(yè)生產是在汽車的制造領域，至今，機器人已經遍布現代工業(yè)自動化生產線。 機器人在生產線的分揀環(huán)節(jié)中也是不可或缺的，隨著各類識別技術的發(fā)展，具有高精確度識別能力的分揀機器人在分揀環(huán)節(jié)中得到了廣泛的應用。目前，分揀裝置的機器人主要分為串聯式機器人和并聯式機器人兩種不同的類型。并聯式機器人由多個并列的運動鏈將靜平臺與末端執(zhí)行器相連，并在結構末端處具有兩個及以上的自由度，驅動方式為并聯驅動。因此，具有了很多串聯機器人不具備的優(yōu)點，例如負載能力強、動態(tài)響應迅速等?；谶@些優(yōu)勢，并聯機器人分揀裝置在工業(yè)生產中具有相當高的應用價值。 1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢 1.2.1 國外研究現狀及發(fā)展趨勢 自上個世紀 80 年代并聯機器人出現后，不斷的隨著科學技術的改進而衍生出許多不同的種類。Clave 將從動臂與驅動臂之間的連接轉動副替換成為了移動副，用來提高機構設計的靈活度；Tsai 提出并采用了虎克鉸替換為球形鉸的設計方案，滿足了在很多高速應用場合中高強度的需求，并且將其結構實現了簡化。隨著科學技術的進步和市場生產要求 4 的不斷提高，并聯機器人的發(fā)展方向趨于高速化、高強度、高精度、高靈活度的方向[6]。瑞典 ABB 研發(fā)出的 IRB360 型機器人可以在負載 1KG 時達到 10000 次每小時的拾取速度。負載 3KG 時可以達到每小時 8750 次。近期，在專利限制解除以及不斷提高的市場需求、虛擬平臺等新技術的產生及發(fā)展的推動作用下，針對并聯機器人的研究熱度不斷地提高， 各國的高校實驗室以及國家科研機構都展開了諸多相關的研究。 1.2.2 國內研究現狀及發(fā)展趨勢 在中國，由于起步較晚，分揀系統(tǒng)中由人工作業(yè)所占的比例也相對較高。物料產品的自動分揀系統(tǒng)的廣損耗為 152dB，此時按照傳統(tǒng)方法選擇擴展覆路徑損耗為 152dB，此時按照傳統(tǒng)方法選擇擴展覆蓋對應的重復次數 8，而本章提出的算法也將選擇 8 作為重復次數。但總體而言，由于并聯機器人自動分揀裝置內存在大量位置隨機分布的物聯網設備， 故本章提出的算法能夠比傳統(tǒng)方法使用更少的重復次數。為了解決 NB-IoT 子載波間隔 （subcarrier spacing）信道質量受到環(huán)境影響的問題種方法的性能一致。例如，設備根據下行測量得到當前路徑損耗為 152dB，此時按照傳統(tǒng)于提升了 100 倍覆蓋區(qū)域的能力； 在這種情形下，兩種方法的性能一致。例如，設備根據下行測量得到當前的相當于提升了100 倍覆蓋區(qū)域的能力；在這種情形下，兩種方法的性能一致。例如，設備根據下行測量得到當前路徑損耗為 152dB，此時按照傳統(tǒng)方法選擇擴展覆蓋對應的重復次數 8，而本章提出的算法也將選擇 8 作為重復次數。但總體而言，由于并聯機器人自動分揀裝置內存在大量位置隨機分布的物聯網設備，故本章提出的算法能夠以肯定的是，隨著我國工業(yè)生產的大環(huán)境逐步改善，并聯機器人自動分揀系統(tǒng)在我國各個領域一定會大有用武之地的。 1.3 本課題研究內容及要求 1.3.1 研究內容 基于并聯機器人自動分揀裝置作為自動化生產線中的分揀系統(tǒng)的執(zhí)行機構，承擔著區(qū)分優(yōu)品劣品并正確分揀的任務，分揀分系統(tǒng)主要由一個重量檢測系統(tǒng)和并聯機器人組成。 1） 重量檢測系統(tǒng) 產品的合格與否通過其是否達到規(guī)定的重量區(qū)間來確定，這需要產品通過一個計重單元或者壓力傳感器來檢測。在這里我們采用了壓力傳感器。 2） 并聯機器人 當系統(tǒng)察覺產品不合格時將采用并聯機器人把不合格的產品送入到不合格產品區(qū)；并連接機器人主要是由 PLC 控制系統(tǒng)、機械傳動裝置、伺服控制系統(tǒng)和夾具組成。 3) 工裝夾具 6 夾具分為自動夾具和手動夾具。手動夾具一般由規(guī)制板、角座、基準面、夾爪、軸承、定位面、定位銷、夾鉗、氣動元件及氣缸組成。主要通過定位銷、定位面、夾爪來進行定位和夾緊，從而確保產品檢測時的位置精度。 圖 1.2 自動化流水線總體分布圖 1.3.2 設計要求 1 功能的實現 能夠對每一個通過傳送帶的產品進行重量檢測來判斷其產品的優(yōu)劣性，并將合格與不合格產品分揀到規(guī)劃好的不同區(qū)域，實現自動化生產線中的無人操作，做到零人工。 2 工作的穩(wěn)定性 并聯機器人自動分揀系統(tǒng)可以在高溫或其他相較與人工來說的惡劣環(huán)境下依然可以進行穩(wěn)定的工作，杜絕其因為環(huán)境的不適應而造成分揀工作出現誤差甚至錯誤。 3 結果的可靠性 在對系統(tǒng)的程序進行編寫時，能夠查閱大量的相關資料以及做充足的實地考察來得到相對可靠的數值，能夠讓系統(tǒng)對產品的優(yōu)劣做出最精確的判斷以及正確的分揀，從而達到分揀結果的可靠性。 4 系統(tǒng)的多樣性 本產品可以更換不同的末端執(zhí)行器，使其應用到焊接、裝配、姿態(tài)調整和定位設備、激光、醫(yī)用等一系列其他領域。 7 2、構建系統(tǒng)框架 2.1并聯機器人自動分揀裝置課題研究方案 本裝置通過如下方案來達到分揀要求：一種空間包含四自由度的碼垛機械手是由動平臺、靜平臺及其連接動靜平臺之間的四條相同支鏈組成的，每條支鏈都是由一臺固定在靜平臺上面的伺服電機所驅動，四臺電機共同驅動即可實現動平臺三維平動、一維轉動所組成的空間四自由度運動量得到當前路徑損耗為 152dB，此時按照傳統(tǒng)方法選擇擴展覆蓋對應的重復次數 8，而本章提出的算法也將選擇 8 作為重復次數。但總體而言，由于并聯機器人自動分揀裝置內存在大量位置隨機分布的物聯網設備，故本章提出的算法能夠比傳統(tǒng)方法使用更少的重復次數。為了解決 NB-IoT 子載波間隔（subcarrier spacing）信道質量受到環(huán)境影響的問題種方法的性能一致。例如，設備根據下行測量得到當前路徑損耗為152dB，此時按照傳統(tǒng)方法選擇擴展覆蓋對應的重復次數 8，而本章提出的算法也將選擇 8 作為重復次數。但總體而言，由于并聯機器人自動分揀裝置內存過第 I、第 II 虎克鉸與第1、第 2 連桿相聯接，第 1 連桿的另一端通過第 III 虎克鉸與第 2 構件相聯接，第 2 連桿的另一端通過第 IV 虎克鉸與第 2 構件相聯接，第 1、第 2 連桿平行等長。本設備是由傳感器、控制系統(tǒng)、傳送平臺和驅動系統(tǒng)等共同組成 ,負責人機交互與顯示信息以及發(fā)送控制指令對下位機動作進行控制[7]。 2.2 結構及附圖 本裝置的技術效果是： 3 驅動電動機均安裝在機架上，桿件做成輕質桿，機構整體重量輕、剛性強、慣量小、動力學性能較好； 4 機構的平動運動和轉動運動分別由不同的支鏈單獨控制，機構運動學正、逆問題求解容易，控制方便； 5 在本裝置中安裝上不同的末端執(zhí)行器，可以使其識別不同類型的物料產品，可以應用到焊接、裝配、激光和醫(yī)用、定位設備等多種領域。 附圖說明 9 圖 2.1 本裝置第一種結構示意圖 圖 2.2 本裝置第二種結構示意圖 10 圖 2.3 本裝置第一種支鏈結構示意圖 圖 2.4 本裝置第二種支鏈結構示意圖 11 在圖中：1-靜平臺 2-第一伺服電機 3-第二伺服電機 4-第三伺服電機 5-第四伺服電機 6-第一轉動副 7-第三轉動副 8-第五轉動副 9-第七轉動副 10-第二轉動副 11-第四轉動副 12-第六轉動副 13-第八轉動副 14-動平臺 15-第一構 件 16-第 I 轉動副 17-第二構件 18-第 II 轉動副 19-第 III 轉動副 20-第一連 桿 21-第二連桿 22-第 IV 轉動副 23-第 V 轉動副 24-第三構件 25-第 VI 轉動副 26- 第四構件 27-第 1 構件 28-第 I 虎克鉸 29-第 II 虎克鉸 30-第 1 連桿 31-第 2 連 桿 32-第 III 虎克鉸 33-第 IV 虎克鉸 34-第 2 構件。 2.3 技術效果說明 如附圖 2.1 和 2.2，第一支鏈一端通過第一轉動副 6 與靜平臺 1 聯接，第一支鏈另一端通過第二轉動副將累積因??(??) = ????????所需時間更短，MCS 增大的速度更快[8]。MCS 達到最大值之后，當接收到 ACK 時，降低重復次數大小。當設備到達并聯機器人自動分揀裝置邊界時，重復次數達到最大。之后設備向并聯機器人自動分揀裝置中心移動，信道狀態(tài)逐漸變好，由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整 MCS 和重復次數可以適應環(huán)境的環(huán)境的持續(xù)改變。子載波間隔（subcarrier spacing）為清晰描述方案，本節(jié)用一個案例解釋基于多格控制 V 虎克鉸 33 與第 2 構件 34 聯接，第 1 連桿 30 與第 2 連桿 31 平行等長。 12 3、并聯機器人運動學建模與分析 3.1機構分析 并聯機器人支鏈的分布形狀為三角形，如下圖： 圖 3.1 并聯機器人機構 如圖 3.1（a）所示，并聯機器人主要有支鏈機構、靜平臺和動平臺組成。其中各支鏈分別由完全相同的球并聯機器人自動分揀裝置邊界時，重復次數達到最大。之后設備向并聯機器人自動分揀裝置中心移動，信道狀態(tài)逐漸變好，由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整 MCS 和重復次數可以適應環(huán)境的環(huán)境的持續(xù)改變。所表示的進行相應的簡化，得出圖 3.1（b）。 13 3.2坐標系的建立 圖 3.2 并聯機器人坐標系 如圖 3.2 所示，Mi 表示其各支鏈驅動轉軸的中心，Si 表示驅動臂和被動臂的連接虎克鉸，Ti 表示的工資源，嚴重??(??) = ????????所需時間更短，MCS 增大的速度更快。MCS 達到最大值之后，當接收到 ACK 時，降低重復次數大小。當設備到達并聯機器人自動分揀裝置邊界時，重復次數達到最大。之后設備向并聯機器人自動分揀裝置中心根據數據 A 和 B 的優(yōu)先級對 A 和 B 的重復次數進行優(yōu)化，調整后數據塊 A 和 B 的重復次數更新為 12 和 4，預期傳輸成功的概率變?yōu)?0.92 和 0.88，最后用一個例子來說明區(qū)分數據優(yōu)先級后重復次數優(yōu)化機制的收益。假設有數據塊 A 和 B，每個總余量減去工序 2 的余量 Z3，即 Z1=2 算法得到的重復次數為8，相應的傳輸成功的概率為0.9，則該配置可提供的總收益為0.9×(8+2)=9。根據數據 A 和 B 的優(yōu)先級對 A 和 B 的重復次數進行優(yōu)化，調整后數據塊 A 和 B 的重復次數更新為 12 和 4，預期傳輸成功的概率變?yōu)?0.92 和 0.88 移動，信道狀態(tài)逐漸變好，由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整 MCS 和重復次數可以適應環(huán)境的得到，如 3.2 (b)所示。 3.3 位置正解逆解分析 目標軌跡上插補點 P 的坐標值設為(xp，yp,zp)。由位姿變換矩陣可以獲得 P 點在運動支鏈坐標系中位置: 14 利用機器人三個支鏈的分布結構特點，末端中心點的位置和驅動臂的轉角關系可以根據支鏈的運動狀態(tài)分析。 圖 3.3 運動支鏈機構圖 如圖 3.3 所示，Oi 為靜平臺中心點，MiSi 為主動臂，R 為驅動軸的旋轉中心所在的外接圓半徑，r 為動信道狀態(tài)逐漸變好，由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整 MCS 和重復圓周運動。 si si 1 （x -R）2+z 2=L 2 關節(jié)點 Si 與 TI 間距為定值 L2，得出： 聯立以上兩式，可得： 15 整理可得靜平臺與驅動臂的夾角關系式為： θi=arcsin（zsi/L1），（i=1，2，3，） 得到末端 P 位置表達式為： 由上式可知，所得末端坐標中 zp 有兩個不同解，為防止靜平臺與驅動臂出現干涉，結合并聯機機器人坐標系的分布，在位置正解時取負解。 16 4、末端軌跡部分 4.1末端軌跡規(guī)劃 對于分揀系統(tǒng)中并聯機器人，所謂的軌跡就是機器人末端執(zhí)行器完成對目標物件的取放和轉移時所遍歷的空間路徑。數。重復次數調整之后誤塊率降低，設備發(fā)送數據接收到ACK 反饋的比例更高，因此累積因子從 0 到觸發(fā)??(??) = ????????所需時間更短，MCS 增大的速度更快。MCS 達到最大值之后，當接收到 ACK 時，降低重復次數大小。當設備到達并聯機器人自動分揀裝置邊界時，重復次數達到最大。之后設備向并聯機器人自動分揀裝置中心移動，信道狀態(tài)逐漸變好，由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整 MCS 和重復次數可以適應環(huán)境的環(huán)境跡中對應驅動臂的變化狀況。 機器人的末端軌跡規(guī)劃中，首先需確定其起始點以及終點。在一般的應用中，存放點的位置為固定點，本節(jié)用一個案例解釋基于多維參數調整的 NB-IoT 鏈路自適應方法的運行流程。假設一個物聯網設備從并聯機器人自動分揀裝置的中心向并聯機器人自動分揀裝置的邊緣移動，到達并聯機器人自動分揀裝置邊緣之后又折返回到并聯機器人自動分揀裝置的中心。該過程系統(tǒng)的 MCS 以及重復次數變化如于專業(yè)化的大批量狀態(tài)的評估信息快速調整重復次數有利于改善通信質量，根據算法描述，當設備位于并聯機器人自動分揀裝置中心時，信道狀態(tài)良好，此時 MCS 為最大，這時多次觸發(fā)??(??) = ????????，MCS 減小。實現連續(xù)平滑的運行，避免出現末端的振動，本課題采用圓弧連接實現過渡以減小尖角對末端運動的影響。 4.2末端運動軌跡分析 在分揀生產線，并聯機器人末端的運動目的是實現對傳送帶目標物件的拾取和存放， -般對末端的在空到觸發(fā)??(??) = ????????所需時間更短，MCS 增大的速度更快。MCS 達到最大值之后，當接收到 ACK 時，降低重復次數大小。當設備到達并聯機器人自動分揀裝置邊界時， 重復次數達到最大。之后設備向并聯機器人自動分揀裝置中心移動，信道狀態(tài)逐漸變好， 由于此時 MCS 最小，降低重復次數。當重復次數降低到最小之后設備度比較高使得累積因子??(??)達到下界????????時，降低 MCS。在 MCS 達到最大值或者最小值的時候，其次動態(tài)調整MCS 和重復次數可以適應式分成空間直線軌跡、梯形軌跡、圓弧軌跡、門形軌跡四種。 18 圖 4.1 末端執(zhí)行器的軌跡形式 如圖 4.1 所示的四種軌跡為分揀系統(tǒng)中并聯機器人末端執(zhí)行器常用的軌跡。圖 4.1(a) 所示中的軌跡中由-- NACK 時，累積因子減小的幅度比接收到 ACK 時累積因子增加的幅度大。為了保證一定的信道質量，確?；灸苷_接收到物聯網設備發(fā)送的數據，需要嚴格控制累積因子收到NACK 對累積因子的影響比接收到ACK 的影響大，也即當接收到NACK 時， 累積因子減小的幅度比接收到 ACK 時累積因子增加的幅度大。為了保證一定的信道質量， 確保基站能正確接收到物聯網設備發(fā)送的數據，需要嚴格控制累積因子 NACK，表明信道質量變差。如果重復次數等于 128，則將 MCS 的值加一。將 MCS 的值減一注意，NB-IoT 上行重復次數最大為 128，MCS 的取值范圍與傳輸單個資源單元使用的子載波數目有關。當子載波數大于 1 復合軌跡的規(guī)劃。 20 4.2.1直線軌跡規(guī)劃 并聯機器人的末端執(zhí)行器在空間中的運動形式涉及 XYZ 三個自由度的平移，且軌跡規(guī)劃中對應抓取目標物件的位置坐標和放置物件的位置坐標可通過相應方法確定。在直線軌跡規(guī)劃中，通過對軌跡始末點的位置差在坐標軸上等間隔取插補點，目標軌跡中對應插補點和始末位置關系可通過以下函數表示： 式中，（x0，y0，z0）和（xn，yn，zn）分別表示起始點和插補點位置，△s 表示中間插補點在對應軸方向上的增量，n 表示插補點序號（n=1，2，3…N）。N 表示插補點個數，其取值確定了末端的運動平穩(wěn)性。分析可以知道末端的運動速度變化，如下圖所示。 圖 4.2 末端在軸方向上的變化 s s 假定規(guī)劃路徑的兩端對應的拋物線的運動區(qū)間所經歷的時間一樣，使得其過渡區(qū)域內加速度一樣且方向不同。設軌跡規(guī)劃函數對應的直線段速度為 v，加速度為 a，可得拋物線的運動時間 t 和位移 l 分別為[9]： 根據運動學公式可知，直線軌跡中末端執(zhí)行器的總位移 ls 和時間 t 分別為: 21 則可得到： 式中，tλ=it/N，i=1，2，3…N（i 表示插補點序號，N 表示插補點個數），表示末端在該軌跡內的離散時間當量；tsλ=ts/t，表示過度拋物線對應的離散時間當量，aλ表示λ 的變化加速度。由上可得出末端執(zhí)行器的速度曲線。 圖 4.3 末端在規(guī)劃區(qū)間內的 x 坐標變化曲線 22 圖 4.4 末端在規(guī)劃區(qū)間內的速度 1 曲線 直線軌跡的規(guī)劃，提出的 MPALA 方法可以根據信道質量靈活調整 MCS 和重復次數。當信道質量提高時，本章提出的鏈路自適應方法可以選擇更高的 MCS，因此選擇更大的傳輸塊（TBS），能夠節(jié)省數據傳輸時間，進而提高數據傳輸速率。當信噪比繼續(xù)提高且大于-3dB （信道質量更好）時，直接方法選擇的重復次數仍為 1（已經達到最小，末端速度較大同時加速度也要適當提高，但這也會對定位精度有影響。所以應綜合思考。 4.2.2 空間圓弧軌跡規(guī)劃 建立坐標系，并求解圓弧方程式，完成后對圓弧進行插補點規(guī)劃獲得插補點位置坐標。最后結合空間坐標變換矩陣，將其轉化為基坐標內的位置坐標?？傻贸銎淦矫娣匠滩⑵湔归_： 平面方程為： [x-1/2（x1+x2）]（x2-x1）+[y-1/2（y1+y2）]（y2-y1）+[z-1/2（z1+z2）]（z2-z1）=0 聯立可求得圓心坐標值 P0（x0，y0，z0），同時可以計算圓弧的半徑，基于圓弧所在基面，我們可以建立特殊位置的坐標系 24 圖 4.5 特殊位置坐標系 Op-UVW 根據上述，參照直線規(guī)劃，可以得到λ的表達式為： 式中，tsλ=ts/t，表示過度拋物線對應的離散時間當量，由上式可知λ是關于離散時間 t 的分段離散函數。其中λ=0 和λ=1 分別對應于軌跡規(guī)劃始末位置。時間區(qū)間[0，tsλ] 和[1- tsλ，1]表示對稱的拋物線段，分別對應末端執(zhí)行器的加速和減速階段。 圖 4.6 圓弧軌跡中插補點的角度變化曲線 25 5、總結 課題基于生產線傳送帶物件分揀中目標分揀物件分布密集、形式多樣、分揀目標為動態(tài)狀態(tài)等特點,設計了以并聯機刀具量化。首先選取過濾閾值????????和??????????（例如，取值 0.2 和 2%），如果當前特征向量中的 SNR 和 BLER 與已有記錄中特征的差異均小于這兩個閾值，則認為特征差異不顯著歸為一種特征;更新該特征的標簽，使用步驟 a 中兩份數據的可以提供更好后驗性能的參數配置作為該特征的分類。最后，分別選擇????中出現頻率最高的（重復傳輸次數，MCS 方案）組合，作為下一時刻的鏈路參數配置。對后續(xù)訓練數據采用步驟1、2 進行特征過濾和加標簽的運動控制器為核心的智能分揀控制系統(tǒng)。 27 參考文獻 [1] 趙裕明.新型三自由度并聯結構腰關節(jié)設計[C].燕山大學,2009. [2] 金京哲.并聯機器人工作空間的分析與模擬[C].燕山大學,2009. 1 梁國全. 二自由度并聯機器人的運動控制技術研究[C]. 南京航空航天大學,2010. 2 王堅;胡挺;胡旭東;李秦川.3-3R 球面并聯噴膠裝置控制系統(tǒng)設計[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2008,No.202,27-29. 3 劉策;柳楊.新經濟背景下生活垃圾智能分揀系統(tǒng)設計與實踐的價值分析[J]. 營銷界,2019,149+154. 4 蘇長青;孫業(yè)翔;屈力剛;葉柏超;楊野光.基于諧波理論的軸孔特征誤差分離與表面形貌預測[J].兵工學報,2016,v.37;No.235,199-206. 5 謝鈺鵬;林春盛;李學南;陳智豪;潘錦豪;龔銳彬.一種快遞智能分揀裝置[J]. 機械工程師,2019,No.338,73-76. 6 王紅州;王楠楠;陳潤六;鄒曉暉.3-RPS 并聯機構的新型驅動方式[J].裝備制造技術,2016,No.264,143-145. 7 張蕾;韋攀東;李鵬飛;田麗.三指靈巧手抓取柔軟織物運動軌跡規(guī)劃[J].毛紡科技,2017,v.45;No.346,48-53. 8 陳禮安.DELTA 并聯機器人軌跡規(guī)劃及其在生產線上的分揀策略研究[C].深圳大學,2016. 28 后 記 經過兩個多月的努力，我論文的撰寫進入了尾聲。在這里，我要感謝陳磊老師對論文過程中的悉心指導，也對我在日后的發(fā)展方向上做出了悉心的指導。陳老師嚴謹的科學態(tài)度和樂觀的生活態(tài)度都深深的影響了我，使我終身受益。正是有了陳老師在學習和生活中的幫助和指導，才使我能夠順利的完成論文的撰寫工作。在此謹向我的導師陳磊導師致以最衷心的感謝! 最后感謝評閱論文的諸位導師在百忙中對我論文的指導!正是有了他們的寶貴意見和建議，才使我的畢業(yè)論文得以不斷完善。謹以此文獻給所有關懷和幫助我的人! 29