并聯(lián)機(jī)器人及其協(xié)調(diào)操作的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)研究.pdf

1、本文針對過約束串聯(lián)支路和混聯(lián)支路并聯(lián)機(jī)器人的動力學(xué)建模方法、冗余并聯(lián)機(jī)器人的奇異性和動力學(xué)以及并聯(lián)機(jī)器人協(xié)調(diào)操作的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)等問題進(jìn)行了研究。論文的主要研究內(nèi)容如下： 采用無環(huán)有向圖描述并聯(lián)機(jī)器人的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分析了串聯(lián)支路并聯(lián)機(jī)器人和混聯(lián)支路并聯(lián)機(jī)器人拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的特點；通過將支路與動平臺完全斷開以及將混聯(lián)支路完全退化為樹結(jié)構(gòu)，提出了基于虛功原理和最小等價樹結(jié)構(gòu)的并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)建模方法，該方法適用于各類并聯(lián)機(jī)器人；針對四種具

2、有代表性的過約束并聯(lián)機(jī)器人(3-RRR球面并聯(lián)機(jī)器人、3-RRC空間純移動并聯(lián)機(jī)器人、2-P(Pa)R-1-PUU空間并聯(lián)機(jī)器人和3-PU<'*>空間純移動并聯(lián)機(jī)器人)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。 研究了驅(qū)動冗余和運(yùn)動學(xué)冗余并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)、奇異位形、動力學(xué)建模方法及其優(yōu)化策略。對于附加主動支鏈和主動關(guān)節(jié)替代被動關(guān)節(jié)的驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)器人，以及引入運(yùn)動學(xué)冗余支鏈的運(yùn)動學(xué)冗余并聯(lián)機(jī)器人，研究了避免工作空間中第二類奇異位形的幾何條件；

3、同時建立了驅(qū)動冗余和運(yùn)動學(xué)冗余并聯(lián)機(jī)器人支路與整機(jī)的動力學(xué)模型，對于驅(qū)動冗余并聯(lián)機(jī)器人提出了驅(qū)動力優(yōu)化策略，對于運(yùn)動學(xué)冗余并聯(lián)機(jī)器人提出了冗余主動關(guān)節(jié)運(yùn)動規(guī)劃策略和驅(qū)動力優(yōu)化策略。 研究了雙并聯(lián)機(jī)器人協(xié)調(diào)操作零自由度剛性負(fù)載、單自由度開鏈剛性負(fù)載和單自由度閉鏈剛性負(fù)載的運(yùn)動學(xué)約束關(guān)系、動力學(xué)建模方法及其優(yōu)化策略，得到了并聯(lián)機(jī)器人協(xié)調(diào)操作的速度、加速度約束條件和動力學(xué)模型，并與串聯(lián)機(jī)器人協(xié)調(diào)操作進(jìn)行了比較，分析表明并聯(lián)機(jī)器人協(xié)調(diào)操