结果带入式.可转化为.其中的运动规律如图.所示图.圆弧段的运动规律直线段该小阶段旋转关节又逆时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。根据图.可得.图.直线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.其中旋转关节的运动规律,如图所示图.直线段旋转关节的运动规律示意图段直线段该阶段运动并满足焊接速度相对于焊缝保持恒定，焊枪与焊缝的夹角保持垂直关系。根据速度合成知识可得.以上即为焊接集装箱个周期波纹板的运动学逆解。.本章小结由逆解过程可以看出三自由度焊接机器人三个运动关节按照定的运动规律协调动作，即可以保证焊枪以定的位姿与焊接速率进行焊接，将较好的解决波纹直线焊缝与波内斜边焊缝成形不能保持致的难题。各段关节的运动规律如下段过渡段直线段该小阶段旋转关节逆时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。圆弧段该小阶段旋转关节不旋转，斜线段该直线段旋转关节又逆时针旋转角度。段波内斜边段这阶段旋转关节不转动，。段过渡段这阶段里的处理思想方法与过渡段是样的。其中，斜线段旋转关节顺时针旋转角度，圆弧段旋转关节不旋转，直线段旋转关节又顺时针旋转角度。段直线段这阶段旋转关节不转动，。段过渡段这阶段里的处理思想方法与过渡段是样的。其中，斜线段旋转关节顺时针旋转角度，圆弧段旋转关节不旋转，直线段旋转关节又顺时针旋转角度。段波内斜边段该阶段并图.斜线段旋转关节的运动规律示意图圆弧段该小阶段旋转关节不旋转，。根据图.及平面几何知识可得.图.圆弧段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.又由速度合成知识可得，带入上式可解得。将这结果带入式.可转化为.其中的运动规律如图.所示图.圆弧段的运动规律直线段该小阶段旋转关节又顺时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。根据图.可得.图.直线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.其中旋转关节的运动规律.,.如图.所示图.直线段旋转关节的运动规律示意图段直线段这阶段旋转关节不转动，。又根据约束焊枪与焊缝垂直，相对于焊缝焊接速度恒定，焊缝轨迹为水平直线和运动合成知识可得出.段过渡段这阶段里的处理思想方法与过渡段是样的。其中，斜线段旋转关节顺时针旋转角度，圆弧段旋转关节不旋转，直线段旋转关节又顺时针旋转角度。直线段该小阶段旋转关节顺时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。根据图.可得.图.直线段焊接点位置关系示意图将式.带入变换方程.得.将以上两式对求导并整理可得.其中旋转关节的运动规律.,.如图.所示图.直线段旋转关节的运动规律示意图圆弧段该小阶段旋转关节不旋转，。根据图.及平面几何知识可得.图.圆弧段焊接衔接处理在直线段与波内斜边段划出小段来为过渡运动更加顺利的完成，这样过渡运动过程运动分三小阶段。现利用以上两处理方法处理第个转折点的过渡运动，这阶段是衔接两种运动的过渡阶段旋转关节的转角到的过渡。焊接速度的方向水平方向到与水平方向呈的夹角的过渡。下面是该过渡阶段的运动示意图图.旋转关节在过渡处的运动示意图逆解函数这里所求逆解都是以时间为自变量，由于这里焊接速度相对焊缝是恒定的，故与以焊枪末端点的自然坐标系的位移为自变量是致的，求解较方便。.逆解过程这台机器人焊接时，其运动存在三个约束焊接速度恒定，焊接轨迹曲线定，焊枪与焊缝保持垂直。在这里，由前面的分析处理思想及方法可知，在过渡运动过程中放弃了第三个约束，由于这么小段位移比较短，不然的话，会导致无解，因为旋转关节的角速度的必然连续。这里将取波纹的个周期进行运动学逆解，求出三个关节应按照什么运动规律进行运动，还有三个关节的运动之间的函数关系波纹的个周期的各个运动阶段的分段示意图,如图.。图.波纹的个周期的各个运动阶段的分段示意图这里假设处为运动起始时刻，为字母代表焊接轨迹上的点，为焊枪末端点运动到该点处的时间代表该点在基坐标系上的坐标。段过渡段前面已经介绍过这里的处理方法，这阶段是衔接两种运动的过渡阶段。这里又细分三个小阶段直线段,圆弧段，直线段。为了提高焊接质量，该过渡阶段仍然保留焊接速度相对于焊缝为恒定，而放弃焊枪与焊缝保持垂直关系，不然会导致无解。其中，直线段旋转关节逆时针旋转，圆弧段旋转关节不旋转，直线段旋转关节又逆时针旋转。直线段该小阶段旋转关节逆时针旋转，并保证焊接速度相对于焊缝为恒定。根据图.可得小车行走机构车体结构方案的确定，驱动电机功率的估计，驱动电机的选择传动的校核。其它摆动关节电机的选择等。.课题的完成情况确定集装箱波纹板焊接机器人总体机构方案，并对该机构存在运动学逆解，并求出，该解满足集装箱波纹板的焊接要求。做出了车体结构设计与校核。焊接机器人机构运动学分析机器人运动学分析指的是机器人末端执行部件手爪的位移分析速度分析及加速度分析。根据机器人各个关节变量的值，便可计算出机器人末端的位姿方程，称为机器人的运动学分析正向运动学反之，为了使机器人所握工具相对参考系的位置满足给定的要求，计算相应的关节变量，这过程称为运动学逆解。从工程应用的角度来看，运动学逆解往往更加重要，它是机器人运动规划和轨迹控制的基础。在该课题里，很显然这里是已知末端执行器端点焊枪的位移，速度及焊枪与焊缝间的夹角关系，来求三个关节的协调运动，即三个关节的运动规律，故为运动学逆解。.运动学分析数学基础齐次变换变换齐次坐标将直角坐标系中坐标轴上的单元格的量值作为第四个元素，用有四个数所组成的列向量来表示前述三维空间的直角坐标的点,它们的关系为则,称为三维空间点的齐次坐标。这里所建立的直角坐标系的坐标轴上的单元格的量值，故,为三维空间点。齐次变换对于任意齐次变换，可以将其分解为.式.表示活动坐标系在参考系中的方向余旋阵，即坐标变换中的旋转量而式.表示活动坐标系原点在参考系中的位置，即坐标变换中的平移量。特殊情况有平移变换和旋转变换平移变换.旋转变换变换方程的建立机构运动原理如图.所示，机器人采用三个运动关节左右平移的焊接机器人本体，前后平移的十字滑块和做旋转运动的末端效方向研制的几个典型移动焊接机器人如下韩国国立大学的等研制的舱体格子形构件焊接移动机器人这种机器人能够在人比较难以达到的狭窄空间自主地实现焊接过程,能够自动寻找焊缝的起始点。在遇到格子框架的拐角焊缝时,在保证焊接速度不变且焊炬准确对准焊缝的情况下,能够自动调整机器人本体和十字滑块的位置。日本庆应大学学者等为平面薄板焊接研制的自主性移动焊接机器人该机器人能够直线前进,还可以利用两个轮的差速控制小车的转弯,它装焊枪的臂可以伸缩，可以检测焊缝的位置并精确的识别焊缝的形状,如是直线焊缝曲线焊缝还是折线焊缝等。日本庆应大学学者等研制了管道焊接自主移动机器人该机器人可以沿着管道移动,根据摄取的图象信息,在焊前可以自动寻找并识别焊缝,然后使机器人本体沿管道方向移动达到正确的焊接位置。清华大学机械工程系与北京石油化工学院装备技术研究所联合研制的球罐磁吸附轮式移动焊接机器人该机器人的焊炬跟踪精度可达.,能够满足实际工程应用。上海交通大学研制的具有自寻迹功能的焊接移动机器人该机器人在焊前,小车能够自动寻找焊缝并经过轨迹推算后自动调整小车本体和焊炬的位姿到待焊状态在焊接过程中能够进行横向大范围的实时焊缝跟踪。当前绝大多数移动焊接机器人还能焊缝跟踪,焊前必须通过人为的方式,把机器人放到坡口附近合适的位置,并且通过手动将机器人本体十字滑块等调整到合适的待焊状态,也就是说机器人的自主性还很低,基本上还不具有自主的运动规划能力。未来的发展趋势为三个方面选择视觉传感器来进行传感跟踪，因为与图象处理方面相关的技术得到发展采用多传感信息融合技术以面对更为复杂的焊接任务由于控制技术由经典控制到向智能控制技术的发展，这也将是移动焊接机器人的控制所采用。焊接机器人机构设计的研究现状及发展趋势在当前，机器人的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用焊接机器人，称之为固定结构的传统机器人，其运动特性使特定机器人仅能适应定的范围,不利于机器人的发展。解决这问题的方法就是利用关节模块和连杆模块,根据具体的要求开发可重构机器人系统。下面为当前些人所做的研究等人建立的机器人库,将模块分成模块单元连接器连杆模块主关节模块和末端关节模自由度,焊接,机器人,毕业设计,全套,图纸目录绪论.选题的依据及意义.研究现状及发展趋势.本课题的研究设计内容及方法.课题的完成情况焊接机器人机构运动学分析.运动学分析数学基础齐次变换变换.变换方程的建立.运动学分析处理方法.逆解过程.