二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人運動學及動力學研究.pdf

1、與串聯(lián)機器人相比,并聯(lián)機器人具有精度高、剛度大、誤差小、承載能力強等優(yōu)點。冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的冗余驅(qū)動特性能夠克服部分奇異性,增大有效工作空間,優(yōu)化關(guān)節(jié)驅(qū)動力,改善并聯(lián)機器人的性能。然而,冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人存在多條支鏈,具有強耦合和非線性動力學特性,同時冗余驅(qū)動受限于結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式的復(fù)雜性,增加了研究工作的難度。本文針對二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人,從運動學、動力學及動力學性能方面進行了研究。
　　基于螺旋理論,建立了二自由度冗余驅(qū)

2、動并聯(lián)機器人的運動學模型,通過該模型求出了并聯(lián)機器人的速度正解和逆解,分析了并聯(lián)機器人在工作空間中的基本運動特性。應(yīng)用螺旋理論的幾何原理描述并聯(lián)機器人的運動特征,能夠簡化運算。基于速度雅可比矩陣,分別研究了二自由度非冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人與冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人發(fā)生奇異位形的數(shù)學條件以及幾何特征,對比分析了奇異性對并聯(lián)機器人運動性能的影響。
　　研究了二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的動力學問題。首先結(jié)合拉格朗日動力學方程和虛擬彈簧方法建立了二

3、自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的動力學數(shù)學模型,應(yīng)用這種方法推出的動力學方程可以完全解耦,同時簡化了建模過程,實現(xiàn)了并聯(lián)機器人的快速建模。然后提出了二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的驅(qū)動力優(yōu)化方法,解決了驅(qū)動力分配問題,
　　運用ADAMS軟件對二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人進行運動學與動力學仿真,驗證了運動學速度求解和驅(qū)動力優(yōu)化方法的正確性。
　　對二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器人的動力學性能進行了理論及實驗研究,分析了二自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機器