【摘要】：以4-DOF混聯(lián)機器人為研究對象,分析了混聯(lián)機器人的運動學(xué),接著基于傳統(tǒng)鍵合圖建立了系統(tǒng)驅(qū)動部分(電動機和氣動部分)鍵合圖模型,基于旋量鍵合圖建立了系統(tǒng)機械本體動力學(xué)模型,由于系統(tǒng)的并聯(lián)部分引入冗余驅(qū)動,提出了采用輸入力矩優(yōu)化的方法,增加了1個補充方程,最終得到了該機器人完整的機、電、氣耦合的多能域系統(tǒng)動力學(xué)全解模型。冗余驅(qū)動分支在隨動和施加優(yōu)化得到的力矩(力/位混合控制)兩種情況下,借助鍵合圖自動化仿真軟件(20-sim)進(jìn)行多能域動力學(xué)仿真;并進(jìn)行樣機的控制試驗,將仿真與試驗得到的驅(qū)動力矩進(jìn)行對比,驗證了所建機器人系統(tǒng)多能域動力學(xué)模型的正確性。通過試驗可以證明:力/位混合控制時樣機運行更加平穩(wěn)且能有效提高機構(gòu)的運動精度。
[Abstract]:Taking 4-DOF hybrid robot as the research object, the kinematics of the hybrid robot is analyzed. Then, based on the traditional bond graph, the bond graph model of the driving part (motor and pneumatic part) of the system is established. Based on the spinor bond graph, the dynamic model of the mechanical body of the system is established. Because the redundant drive is introduced into the parallel part of the system, an input torque optimization method is proposed, and a supplementary equation is added, finally the complete machine of the robot is obtained. The total solution model of electric and gas coupling system in multi-energy domain. In the case of servo and torque (force / bit hybrid control), the redundant driving branch is simulated in multi-energy domain with the help of bond graph automation simulation software (20-sim), and the control experiment of the prototype is carried out. By comparing the driving torque obtained by simulation and experiment, the correctness of the multi-energy dynamic model of the robot system is verified. It can be proved by experiments that the prototype runs more smoothly and can effectively improve the kinematic accuracy of the mechanism under the combined force / bit control.
【作者單位】： 燕山大學(xué)河北省并聯(lián)機器人與機電系統(tǒng)實驗室;先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點實驗室(燕山大學(xué));燕山大學(xué)河北省重型機械流體動力傳輸與控制實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51405421) 河北省自然科學(xué)基金(E2015203101)資助項目
【分類號】：TP242

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本文編號：2284261