冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人動力學(xué)建模與控制研究.pdf

1、并聯(lián)機器人由多條運動支鏈組成,其精度、剛度等方面優(yōu)于串聯(lián)機器人,在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,且各支鏈間存在非線性強耦合的關(guān)系,加上奇異位形的存在,限制了并聯(lián)機構(gòu)最大限度地發(fā)揮作用。冗余自由度機器人,特別是冗余驅(qū)動的提出對消除并聯(lián)機構(gòu)的奇異位形,改善機構(gòu)的運動學(xué)性能與動力學(xué)性能方面具有重要意義。本文以二自由度平面冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人模型為研究對象,從基于螺旋理論的運動學(xué)性能分析、基于Kane方法的動力學(xué)模型建立以及動力

2、學(xué)性能分析和機器人控制器設(shè)計三個主要方面做了深入研究。
　　螺旋理論在作機構(gòu)運動學(xué)分析方面比較簡潔,明了。利用螺旋理論分別建立機構(gòu)自由度計算的一般公式以及非冗余機構(gòu)與冗余機構(gòu)雅可比矩陣,畫出機構(gòu)運動性能的兩個評價指標即機構(gòu)剛度與靈巧性隨時間的變化曲線,可知冗余機構(gòu)有利于改善機構(gòu)的運動學(xué)性能。
　　利用Kane方程建立二自由度平面冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的動力學(xué)模型,基于該模型,采用拉格朗日乘子法從靜態(tài)和動態(tài)兩方面對主動關(guān)節(jié)的驅(qū)動力