并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)及控制的研究.pdf

1、自從澳大利亞著名機(jī)構(gòu)學(xué)教授Hunt在1978年首先提出應(yīng)用6自由度的Stewart平臺(tái)機(jī)構(gòu)作為機(jī)器人的機(jī)構(gòu),并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人的研究成為機(jī)器人技術(shù)研究的新熱點(diǎn).同串聯(lián)機(jī)器人相比較,并聯(lián)機(jī)構(gòu)自身具有潛在精度高、剛性大、高的承載比和速度快等特性.并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)屬于空間多自由度多環(huán)機(jī)構(gòu)學(xué)理論的新分支,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜和具有很大的特殊性,并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論研究,對(duì)掌握和研制新型的并聯(lián)機(jī)器人有著特殊重要的意義.該論文以具有一般機(jī)構(gòu)參數(shù)的6自由度的并聯(lián)機(jī)器人為

2、研究對(duì)象,探討其動(dòng)力學(xué)理論及控制方案等方面的問題.(1)在建立一般意義的6自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,討論并聯(lián)機(jī)構(gòu)的位置分析這一基本問題,對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的求解方法進(jìn)行了研究,采用Newton-Raphson算法和基于徑向基函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,這兩種方法在運(yùn)算速度、精度等方面均能達(dá)到很好的效果;(2)對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度和加速度分析,建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的速度、加速度與不同驅(qū)動(dòng)分支構(gòu)件間的速度、加速度之間的關(guān)系,為并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)

3、分析做基礎(chǔ);(3)分別采用Newton-Eular方程及凱恩方程方法建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型,并應(yīng)用動(dòng)力學(xué)方程對(duì)并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了仿真研究,討論得出組成并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、速度等參數(shù)的影響,即使機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)行條件下,運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及驅(qū)動(dòng)分支的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響甚小;(4)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)路徑點(diǎn)的位置和姿態(tài)可能引起動(dòng)力學(xué)方程中雅克比矩陣行列式為零或?yàn)椴B(tài)矩陣,使并聯(lián)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)奇異性.通過對(duì)動(dòng)力學(xué)方程雅克比矩陣的分析,給出了避免在機(jī)器人的路徑