如今,卫生陶瓷作为一种新型工业产品面临着巨大的机遇与挑战。修坯打磨是卫生陶瓷制作过程中一个重要的环节,但人工打磨存在很多不足。因此设计了一种3-DOF混联打磨机械手,对其进行运动学分析,求解了机械手的工作空间并对结构参数进行了优化验证,为高效稳定的完成打磨任务,研究了基于遗传算法的时间—脉动(加加速度)最优五次非均匀有理B样条插值曲线轨迹规划方法,并通过运动仿真对轨迹规划算法进行了验证。论文的主要研究工作与结论如下:1)对打磨机械手的结构进行设计。根据卫生陶瓷的打磨特点,选择了打磨机械手的打磨方案;通过对比分析了传统工业机械手的构型,设计出一种3-DOF混联打磨机械手;使用建模软件建立了该打磨机械手三维模型;在ANSYS Workbench软件中通过性能仿真验证了打磨机械手机构的合理性。2)对打磨机械手运动学进行分析研究。推导出机械手的齐次坐标变换矩阵;同时,用D-H参数法建立打磨机械手空间坐标系模型;并用矢量法求解打磨机械手运动学方程;此外,对打磨机械手的工作空间进行求解,进一步验证了打磨机械手的机构合理性,并为机械手的轨迹规划研究做好了前期准备。3)进行打磨机械手的轨迹规划研究。分析机械手常用的轨迹规划方法,选择五次非均匀有理B样条插值曲线法对打磨机械手关节空间进行轨迹规划研究;用遗传算法对轨迹进行时间—脉动最优的多目标优化;通过仿真输出优化前后各关节位移、速度、加速度以及脉动的对比曲线图,针对上述研究进行验证。4)在MATLAB/Sim Mechanics平台对打磨机械手进行控制系统设计与运动仿真。把打磨机械手三维模型导入Sim Mechanics平台生成模块化模型;为了增加打磨精度,减小抖动,设计出传统PID与模糊自适应PID控制系统,以打磨机械手其中一个关节为例,仿真输出角度误差曲线对比图,分析仿真结果选取模糊自适应PID控制系统作为打磨机械手的控制系统;以所选卫生陶瓷内壁为例,进行运动打磨仿真,并输出仿真动画,进一步对轨迹规划算法进行验证。课题研究结果表明,该打磨机械手的轨迹规划算法可以达到预期目标,高效平稳的完成卫生陶瓷打磨任务。图47幅;表10个;参58篇。