【正文】 解決方案的選用等。例如，機械手在航空航天方面的應用中，如果某航天飛行器所載的六自由度機械手的某關節(jié)出現(xiàn)故障成為欠自由度機械手，則該機械手不能再投入工作，將使該航天飛行器的一部分任務不能完成。在有些情況下機械手代替人類在惡劣的環(huán)境中或人類不易工作的環(huán)境中工作。 欠自由度機械手，在其工作空間內，只能達到全部定位和部分定向，對于軌跡規(guī)劃出來的一系列中間位姿點，可能沒有對應的逆解。因此，研究具有容錯性能的六自由度機械手位置逆解算法具有很高的研究價值和實用價值。非線性方程組的求解方法有很多，主要包括數(shù)值方法和代數(shù)方法。另外，采用數(shù)值方法不能根據方程組的情況來確定機械手機構有多少組解，也很難得到全部解。在該過程中，只要保證各個步驟都是同解變換，就能夠保證得出全部的解，而且不產生增根。Rengier等根據分布式人工智能的概念，提出了一種新的數(shù)值方法，采用此迭代和分布式的算法，能夠求出6R，SRI，P4RZP和3R3P結構6自由度機械手的位置逆解全部解廖啟征將位移封閉方程由三角函數(shù)形式轉化為復指數(shù)形式，通過10個方程求出一般6R機械手沒有增根的全部逆解。經過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經成為三維建模軟件的佼佼者。它采用基于特征的參數(shù)化技術，具有產品的三維設計、分析、仿真、加工和二次開發(fā)等功能，是目前國內使用最廣泛的三維設計軟件之一。包括對大型項目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據管理等。用PRO/E生成的實體建模，不僅中看，而且相當管用。用 PRO/E生成曲面簡單容易僅需2步～3步操作。包括：PRO/ASSEMBLY（實體裝配）、PRO/PIPING（彎管鋪設）、PRO/REPORT（應用數(shù)據圖形顯示）、PRO/SCANTOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設計）、PRO/CABLING（電路設計）、PRO/WELDING（焊接設計）。利用該功能，便可充分優(yōu)化零件的設計。提起數(shù)控功能，就容易讓我們想到 “東芝事件”。 第五、 數(shù)據管理(PDM)模塊 數(shù)據管理(PDM)模塊是PRO/E家庭的大管家，將觸角伸到每一個任務模塊。 包括：PRO/PDM（數(shù)據管理）、PRO/REVIEW（模型圖紙評估）。 PRO/E中幾何數(shù)據交換模塊有：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的數(shù)據交換）、PRO/CDT（二維工程圖接口）、PRO/DRAW（二維數(shù)據庫數(shù)據輸入）、PRO/DATA FOR PDGS（PRO/E和福特汽車設計軟件的接口）、PRO/DEVELOP（PRO/E軟件開發(fā)）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標準數(shù)據交換格式擴充）、PRO/INTERFACE FOR STEP（STEP/ISO10303數(shù)據和PRO/E交換）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型數(shù)據庫進入）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據輸出） Pro/ENGINEER的優(yōu)勢 Pro/E所采用的造型技術和加工處理技術與其它同類型軟件相比具有明顯的優(yōu)勢。例如：設計特征有弧、圓角、等，它們對工程人員，開發(fā)人員來說是很熟悉的，所以易于使用。也就是說在產品開發(fā)過程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，并且同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數(shù)據。總而言之，Pro/ENGINEER胸懷“易學易用、功能強大、互連互通”的理念。圖1. Pro/E零件建模一般過程由于在Pro/ENGINEER中實體模型構造方法多種多樣，合理高效的采取哪一種方法需要有一個經驗積累過程。圖2 六自由度機械手 由課題資料提供圖2可知，六自由度機械手的主要建模構件為：機械手、機械手腕、機械手臂、垂直軸旋轉體、垂直軸支撐體、底座等。(4) 利用拉伸工具，拉伸切除出所需圓孔。（4） 利用草繪工具，草繪出要切除的主體部分。（8） 圖4與圖5步驟類似圖4 六自由度機械手垂直軸旋轉體圖5六自由度機械手垂直軸旋轉體 六自由度機械手的臂膀建模過程六自由度機械手的臂膀建模過程（1）利用草繪，拉伸，拉伸切除等工具進行草繪圖6六自由度機械手臂圖7六自由度機械手臂 六自由度機械手手掌建模過程由于機械手手指需嵌入手掌上，使起到固定和支撐的作用。（4） 利用拉伸工具，拉伸出機械手手腕連接件的嵌入空間。如圖13所示：圖13基準平面（4）再DTM1上草繪出將要拉伸刪除的部分，如下圖14所示：圖14將要拉伸刪除的部分草繪（DTM1上） （5）以TOP為草繪平面，繪制出將要拉伸切除的部分，如圖15所示，但必須為閉合區(qū)間：圖15將要拉伸切除的部分草繪（TOP平面）然后選擇拉伸切除，如圖16所示：圖16選擇拉伸切除最后單擊確定按鈕，結果如圖17所示：圖17單擊確定按鈕結果（6）以DTM1為基準平面，單擊草繪平面進入草繪界面。第四章 六自由度機械手的裝配 Pro/ENGINEER的裝配過程Pro/E裝配的過程如圖27所示：圖27 Pro/E裝配一般過程六自由度機械手構件的裝備關系比較簡單，其中各零件、連接件之間多為面匹配和軸對齊，而各活動關節(jié)間的裝配類型均為“銷釘”連接。 圖30 自動對話框 圖31選擇銷釘在銷釘裝配中，選擇銷釘，出現(xiàn)銷釘對話框，如圖32：圖32銷釘對話框軸對齊，選擇各個零件分別的中心軸，然后平移，點選兩個要重合的平面最后出現(xiàn)完成連接定義，單擊確定即可，如圖33所示：圖33完成連接定義（3）全部零件裝配完畢后，單擊菜單欄“視圖”→“環(huán)境和外觀”對各零件進行著色，六自由度機械手的裝配效果圖（圖34）和分解爆炸效果圖（圖35）如下：圖34 六自由度機械手裝配效果圖圖35 分解爆炸效果圖第五章 六自由度機械手的運動仿真 運動學仿真及過程運動學仿真是對機構進行裝配之后，不給其施加力，不考慮零件之間的摩擦，只在機構上施加動力，構建運動副，使機構能進行運動，分析其運動軌跡。（3）進入機構運動分析環(huán)境。完成機構連接和驅動的設置后，就可為運動設置為合適的條件及環(huán)境，隨后進行機構的運動分析。圖36 機構模塊 圖37選擇旋轉軸 進入機構模塊后即可對各運動軸做參數(shù)設置，以限制主體之間的相對位置、運動范圍、運動軸零位置參照等。圖39伺服電動機定義對話框圖40選擇速度 定義初始條件點擊“拖動元件”按鈕，點擊“快照”，生成“Snapshot1”如圖41。將7電動機添加到分析中，定義各電動機的開始、結束時間，如圖43。結束語 在將近兩個月的畢業(yè)設計研究與制作中，這是一次為數(shù)不多的自主獨立設計并在老師的指導下完成的一件作品，既是機遇又是挑戰(zhàn)。它的功能如此之強大讓我深深折服，這是科技的力量帶給我的巨大的震撼感，同時也讓我更加熱愛機械這一行業(yè)。我們國家的機器人學并不強，但是他卻是那么的重要，以至于我們每位中華學習都要好好學習研究機器人，為一個強大的崛起的中國貢獻力量。，研究其在不同的方式下實現(xiàn)其復雜運動控制。參考文獻,[J].西南交通大學學報,2002, 37(3): 273276，丁漢，[M].機械工業(yè)出版社，1993，10:70一71，運動學與機構設計[M],機械工業(yè)出版社。其次我要感謝機電學院的老師、輔導員，以及所有教過我的老師，因為他們教會了我如何學習，用他們的身體力行告訴我如何做人，讓我學到了一些機械方面的基礎知識和做人的原則本分。特別感謝我的同班同學、寢室室友，是他們在學業(yè)上給予我全力的幫助和支持，在生活上給予我照顧，一起探討，一起成長，順利完成了本論