《機(jī)械專(zhuān)業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--自動(dòng)封口機(jī)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械專(zhuān)業(yè)外文文獻(xiàn)翻譯-外文翻譯--自動(dòng)封口機(jī)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

重 慶 理 工 大 學(xué) 文 獻(xiàn) 翻 譯 二級(jí)學(xué)院 重慶汽車(chē)學(xué)院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 譯 文 要 求 1、譯文內(nèi)容必須與課題（或?qū)I(yè)）內(nèi)容相關(guān)，并需注明詳細(xì)出處。 2、外文翻譯譯文不少于 2000 字；外文參考資料閱讀量至少 3 篇（相當(dāng)于 10 萬(wàn)外文字符以上）。 3、譯文原文（或復(fù)印件）應(yīng)附在譯文后備查。 譯 文 評(píng) 閱 導(dǎo)師評(píng)語(yǔ) （應(yīng)根據(jù)學(xué)校“譯文要求”，對(duì)學(xué)生外文翻譯的準(zhǔn)確性、翻譯數(shù)量以及譯文的文字表述情況等作具體的評(píng)價(jià)） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 國(guó)際工程與技術(shù)雜志 2 卷 10 號(hào)，十月， 2012 自動(dòng)封口機(jī)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 . , , 機(jī)械工程 1，大學(xué)管理，管理，尼日利亞 機(jī)械工程 系，聯(lián)邦技術(shù)大學(xué)，明娜，尼日利亞 科學(xué)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)系，魯弗斯性理工，尼日利亞 摘要 自動(dòng)封口機(jī)主要用于自動(dòng)化生產(chǎn)線。正確封裝一樣物品的時(shí)間基本取決于電機(jī)控制器是否能精確地判斷出這樣物品在不在最佳的位置上?；钊^的伸縮度很大程度上取決于紅外傳感器，由活塞頭的伸縮程度，該連接所需的角位移要用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法來(lái)測(cè)定。僅為了展示這種方法同時(shí)減少方程的復(fù)雜程度，連桿的重力作用和慣性將忽略不計(jì)。 關(guān)鍵詞：正向運(yùn)動(dòng)學(xué) 逆運(yùn)動(dòng)學(xué) 自動(dòng)化 封口機(jī) 1 簡(jiǎn)介 一個(gè)自動(dòng)化的工廠通常使用大量的電子控制的機(jī)械來(lái)完成生產(chǎn)，工廠的自動(dòng)化對(duì)于其管理具有非常多的戰(zhàn)略意義上的好處。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械連接通常由電機(jī)、氣動(dòng)系統(tǒng)或電磁閥組成。在手動(dòng)操作的機(jī)器上，人們通過(guò)目視來(lái)檢測(cè)，其它方面的檢測(cè)則是機(jī)械化地重復(fù)。這項(xiàng)研究的重點(diǎn)集中在一個(gè)品牌生產(chǎn)線中假想的用于壓制和簽名的封口機(jī)器，逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析方法將使我們確定鏈接的角位移。運(yùn)動(dòng)學(xué)僅考慮物體的運(yùn)動(dòng)而忽略驅(qū)動(dòng)力，而通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法，則可以確定達(dá)到在最終效應(yīng)下的指定目標(biāo)所需要的鏈接角度和端部執(zhí)行器的位置。 行了一個(gè)關(guān)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)用于 制器使用的可行性研究，然而其中卻忽視了偏移量。 過(guò)審查將逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解問(wèn)題分為七類(lèi)，該些方法分別是牛頓迭代方法及其變體，還有雅可比矩陣和與偽逆的變體（也稱(chēng)為穆?tīng)柵砹_斯逆）方或非方形矩陣，以及其它基于控制理論和優(yōu)化技術(shù)的方法。一些研究者提出了一些求解 題的算法，但不包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，循環(huán)坐標(biāo)下降停止算法和不精確的策略算法，但像所有其他技術(shù)一樣，對(duì)于一個(gè)給定問(wèn)題的方法選擇取決于問(wèn)題的細(xì)節(jié)。 論了雅可比矩陣的轉(zhuǎn)置，穆?tīng)柵砹_斯和阻尼最小二乘法，雅克比 轉(zhuǎn)置在計(jì)算量上較小然而在基于機(jī)器人的結(jié)構(gòu)前提上卻表現(xiàn)欠佳，在這項(xiàng)研究上，雅克比矩陣轉(zhuǎn)置表現(xiàn)不如人意，但是其逆方法確實(shí)更加合適的，因?yàn)樗鼘⑦@個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)化成了簡(jiǎn)單二維平面上四個(gè)自由度的問(wèn)題。 2 自動(dòng)聯(lián)接部分 圖 1展示了機(jī)械密 封系統(tǒng)的原理圖。加蓋或沖壓由活塞或 壓裝頭 實(shí)現(xiàn)， 子或商標(biāo)由紅外線傳感器感知并放置在正確的位置， 如果要印章、封蓋或封裝的物品離開(kāi)了例子當(dāng)中壓裝頭將要接觸的位置，傳感器將反饋并使壓裝頭縮回。 有 一系列的反饋給了電機(jī)控制器的話(huà)，它也可以不走得那么 遠(yuǎn)。 種控制系統(tǒng)就類(lèi)似于一個(gè)人工操作員 ,使用傳感器和快速響應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制器將使這個(gè)假設(shè)的機(jī)器成為一個(gè)在工廠中執(zhí)行平常任務(wù)非常有用的工具。這個(gè)工廠支線由一個(gè)簡(jiǎn)單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與致動(dòng)器臂 用更清楚的話(huà)來(lái)說(shuō)，如果蓋子和容器在一條線上，那么指令將會(huì)發(fā)出使得活塞壓下來(lái)完成密封；如果堵塞則扭轉(zhuǎn)活塞；如果容器或蓋子不在活塞頭將不會(huì)壓下；如果由磨損或撕裂所造成的密封長(zhǎng)度短于預(yù)期長(zhǎng)度則會(huì)加深壓裝力度。這清楚地表明，活塞確定鏈接的角度、方向和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。這就是一個(gè)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，傳感器反饋部分是一個(gè)很復(fù) 雜的控制工程問(wèn)題，就不在此考慮了。 圖 1:自動(dòng)封口機(jī)示意圖 （ A：致動(dòng)器臂 C：輸送線 M：電機(jī)控制器 P： 壓裝頭 S：傳感器 O：需要封口或封蓋的物品） 3 分析 圖 2是一個(gè)代表性的曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)，從活塞軸到電機(jī)軸有一個(gè)偏移量 f， 2是軸的活塞移動(dòng)的坐標(biāo) (x,y)。 電機(jī) 相 對(duì) 如果曲柄使位移 Δ 它相當(dāng)于一個(gè) Δ Δ α 這個(gè)運(yùn)動(dòng)是由曲柄的順時(shí)針或逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的， Δ β 為連桿與曲柄之間夾角， Δ λ 也表示連桿與活塞平面之間的夾角。 圖 2:偏移滑塊曲 柄 (笛卡 爾坐標(biāo)系 ) 在電腦的仿真中設(shè)計(jì)這些，角度會(huì)有明確的要求以防止連接不發(fā)生“物理分離”；對(duì)于一個(gè)真實(shí)物理連接環(huán)節(jié)，電機(jī)控制器需要控制移動(dòng)的就只有曲柄。 標(biāo)系 在這里采用笛卡爾坐標(biāo)系，順時(shí)針為正、向右移動(dòng)為正、向上為正。上死點(diǎn)（ 計(jì)算式如下，設(shè)曲柄半徑為 r,連桿長(zhǎng)度為 l,則有 其中， 死點(diǎn)的計(jì)算如下 上死點(diǎn)與下死點(diǎn)以及偏移量如圖 3所示。 圖 3 上死點(diǎn)與下死點(diǎn) 活 塞被限制為只在平面方向移動(dòng)，為向量 ，在這個(gè)研究中，方向向量上有，使其平面在 45°角至水平方向。 運(yùn)動(dòng)學(xué) 電機(jī)順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)產(chǎn)生的位移的位置以圖 2字母表示反映在（ 1）式中。在下標(biāo)中以（ i， f）分別表示起始和最終值， 滑度可以用數(shù)值方法細(xì)致漸進(jìn)地達(dá)到要求。在這個(gè)增量的最后，最終的位移目標(biāo)以一個(gè)角度參數(shù)的函數(shù)方式給出： 角度的線性關(guān)系在這個(gè)問(wèn)題中可以幫助減少在方程（ 1）計(jì)算中的自由度數(shù)量，由 可以得出 。利用三角法，可以計(jì)算出圖 2中任何時(shí)刻的活塞位置，見(jiàn) 式（ 2）、（ 3）。 由雅克比矩陣，給出了方程（ 4）同時(shí)將其簡(jiǎn)化為方程（ 5）。 計(jì)算新的活塞位置涉及求解 方程 (1)，第一級(jí)下的泰勒級(jí)數(shù)下活塞的新坐標(biāo)見(jiàn)方程（ 6）。θ是相關(guān)連接的位移矢量角，數(shù)學(xué)上， ，這里，我們?cè)O(shè) ，由此活塞或壓頭的位置大約可由方程（ 6）得出。 應(yīng)該指出的是 ,β 可以取水平位置來(lái)進(jìn)一步降低方程集，在這里可以將其稱(chēng)為 β 0. 運(yùn)動(dòng)學(xué) 問(wèn)題不在于給出 f，而是由給定 迭代實(shí)得出了活塞的位移目標(biāo)為 ，活塞的向量位移可表示為 。因?yàn)檫@是一個(gè)沒(méi) 有其他方向位移的平面問(wèn)題，所以可以將其簡(jiǎn)化為 。為了減少可能的顛簸或跳動(dòng)影響，可以逐步使用比基礎(chǔ)上的 更直觀的系數(shù)μ，前提是μ≤ 1且 為逆雅克比矩陣。該算法可以檢查是否已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)，當(dāng)求解少于預(yù)先確定的誤差等級(jí)或達(dá)到最大數(shù)量迭代時(shí)，此迭代停止，這就是實(shí)時(shí)應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵部分。 4 結(jié)果和討論 考慮活塞頭在位置 械臂在若干任意位置的方向，假設(shè)傳感器系統(tǒng)需要活塞移動(dòng)到新的位置 成了幾個(gè)任意起始位置的曲柄仿真所得出的結(jié)果都是同想要達(dá)到的目標(biāo)接近的。如果曲柄當(dāng)前方向與曲柄角之間為 且有一個(gè)指令從傳感器發(fā)出使活塞壓頭收回其曲柄臂 模擬指示曲柄繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蜃?,這對(duì)應(yīng)于 β 0增加到 相應(yīng)的，λ減少到 圖 4顯示了模擬進(jìn)展的活塞 頭從當(dāng)前位置 2和完成迭代次數(shù)。 圖 4:曲柄位置和迭代與雅 可比矩陣求逆 該技術(shù)使用的是逆雅克比技術(shù)，雅克比行列式的轉(zhuǎn)置方法在這種情況下對(duì)于同樣的問(wèn)題是無(wú)法預(yù)測(cè)的，解決方法只有落定到一個(gè)角度內(nèi)的局部最小值，但其收斂速度更快，見(jiàn)圖 5。 圖 5 使用逆向和轉(zhuǎn)置的雅克比矩陣得出的曲柄位置 如果要求計(jì)算一個(gè)無(wú)法在實(shí)際上達(dá) 到的目標(biāo)，例如超過(guò)上死點(diǎn)或下死點(diǎn)位置的點(diǎn) 擬運(yùn)行并且在達(dá)到最大迭代數(shù)量時(shí)停止，亦可能是雅克比矩陣變?yōu)椴豢赡?，?jiàn)圖 6。 圖 6 不可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)情況 5 小結(jié) 本文的重點(diǎn)是應(yīng)用逆運(yùn)動(dòng)學(xué) 技術(shù)分析機(jī)器人鏈接如獲得封閉的自動(dòng)化工廠，不考慮慣性效應(yīng)的影響。反求技術(shù)的雅可比行列式 ,如上文獻(xiàn) ,在這個(gè)應(yīng)用程序更可靠。雅可比行列式的方法是不可靠的轉(zhuǎn)置。本文簡(jiǎn)要介紹了一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的自動(dòng)封口機(jī)；以活塞頭收回 的曲柄角度可以由雅克比逆向方法相對(duì)雅克比行列式轉(zhuǎn)置方法更精確地得出。這個(gè)問(wèn)題還 可以擴(kuò)展到包括動(dòng)力學(xué)對(duì)于最優(yōu)轉(zhuǎn)矩或電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)部件的可能性選擇上。 10, 2012 of a . , , 1 or is an to or to an is by a on or is in of of is by an to or of of to of to . An a of to of of to 1]. or In a to be by of is on a is as in a is to us of of is a of a to by 1]. A of a 2] a an et 3] of s as or A of 1, 4K a of on of 8] In of is on In is so it is a D of of 2. F 1 of or is or P. C is or in by an S. to or is on If to be or is of at to be to It be to go be a of to M. of is to a do if it of a in a of is a . In be to to if in to in of a to if or is to if is as be by of or or of is an is of a in 1: . 2 is a of is an f, of O2 is of x,y). or 1. If s on it is to a ex is by an or . an . is or 2: In a be so do a to is is to is r, l, in is . fm is on is DC DC 3. 3: op he to in on In 5° to by 2 is in 1). i,f) at f is in a be in in At of to is as a of of in to of of to in 1). It be by of 2 is 2)(3). is in 4) to 5). 1). of by of of be to be in 6). θ is of . we of or is in 6). It be be to is to 0 in is of f i it is of i, f. is of is is a of be is a no in it to a or be a be on of r is if or is is a of or a of of on be a 4. a of at at a . to to a 2. is of is at a 5° , is an to to , to an . 4 of a 1 to 2 of 4: he is is in to a of is 5. 5: of f is a to a as to a DC DC of or if 6. 6: . is on of to of a as in a of an of as in is in is of to a is to .1 as a be to of or [1] S. . "in 116, 1471999. [2] A. " 2002. [3] D. A. . I. " 62, 3532000. [4] S. K. . O. " 29, 1432007. [5] X. "A to 32, 4531999. [6] A. C. "of in a 33, 2731998. [7] M. J. D. "of a of 1976. [8] S. R. " 原文鏈接 ：