本文關(guān)鍵詞：多能域過(guò)約束并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法

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【摘要】：采用旋量鍵合圖建立球面2-DOF過(guò)約束并聯(lián)機(jī)器人機(jī)電兩種能量并存系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,該方法相對(duì)傳統(tǒng)力學(xué)原理動(dòng)力學(xué)建模方法的優(yōu)點(diǎn)是建模過(guò)程規(guī)則化,能夠得到適合于現(xiàn)代控制理論的空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)狀態(tài)方程。所建動(dòng)力學(xué)模型只有36個(gè)方程,但由于被動(dòng)過(guò)約束(公共約束和冗余約束)和主動(dòng)過(guò)約束(冗余驅(qū)動(dòng))的存在,共有43個(gè)未知量需要求解。為此,針對(duì)被動(dòng)過(guò)約束問(wèn)題,分析三個(gè)分支變形引起末端相對(duì)于球心O的位移量,增加了6個(gè)變形協(xié)調(diào)補(bǔ)充方程;針對(duì)主動(dòng)過(guò)約束問(wèn)題,提出了采用輸入力優(yōu)化的方法,增加了1個(gè)補(bǔ)充方程,最終得到了該機(jī)器人完整的多能域系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)全解模型。通過(guò)數(shù)值算例,驗(yàn)證了該方法的可行性和合理性。該方法可以推廣到其他包含機(jī)、電、液、氣的多能域過(guò)約束并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng),為該類多能域機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模分析提供了一種新的思路。
【作者單位】： 燕山大學(xué)河北省并聯(lián)機(jī)器人與機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室;先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué));燕山大學(xué)河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 動(dòng)力學(xué)建模 過(guò)約束 旋量鍵合圖 并聯(lián)機(jī)構(gòu) 多能域
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51405421,51275438) 河北省自然科學(xué)基金(E2015203101)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TP242
【正文快照】： 0前言*并聯(lián)機(jī)器人屬于多種能量形式(例如:機(jī)、電、液、氣)耦合的多體機(jī)器人系統(tǒng),傳統(tǒng)以分析力學(xué)原理為基礎(chǔ)的動(dòng)力學(xué)建模方法,如牛頓-歐拉法、達(dá)朗伯-拉格朗日方程法、虛功原理法和凱恩方法等[1-4],從理論上已經(jīng)基本解決了并聯(lián)機(jī)器人機(jī)械本體單能量域動(dòng)力學(xué)建模問(wèn)題,若想采用這

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