纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人建模、控制及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制.pdf

1、本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金“基于混合驅(qū)動(dòng)的柔索并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究(50905179)”項(xiàng)目,設(shè)計(jì)了一種纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人,并展開了柔索并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)態(tài)建模、軌跡跟蹤控制和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制問題的研究,完成的主要工作和取得的研究結(jié)論歸納如下:
　　1.針對(duì)常規(guī)混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人工作空間小的問題,設(shè)計(jì)出一種可以纏繞的五連桿混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),并對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析;在此基礎(chǔ)上,探討了纏繞式五連桿混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中絞盤驅(qū)動(dòng)點(diǎn)

2、工作空間的約束條件,計(jì)算了其工作空間,并且對(duì)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃,通過運(yùn)動(dòng)仿真計(jì)算,驗(yàn)證了模型的合理性。
　　2.以纏繞式五連桿混合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為基礎(chǔ),建立了纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型;基于并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)雅可比矩陣,對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈巧度進(jìn)行分析;利用拉格朗日動(dòng)力學(xué)分析方法,建立了纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)并聯(lián)機(jī)器人各個(gè)從動(dòng)件的動(dòng)態(tài)受力和輸入輸出力矩進(jìn)行計(jì)算;分析纏繞式混合驅(qū)動(dòng)機(jī)器人承載能

3、力性能,得出了末端執(zhí)行器在不同空間位置時(shí)并聯(lián)機(jī)器人的承載能力大小。
　　3.探討了 PID控制系統(tǒng)和模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)的在機(jī)器人控制方面的應(yīng)用原理,以纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型為理論基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出柔索并聯(lián)機(jī)器人的 PID控制器和模糊自適應(yīng)控制器,然后分別應(yīng)用兩種控制系統(tǒng)對(duì)并聯(lián)機(jī)器人工作過程進(jìn)行控制仿真,并且對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　4.以纏繞式混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人理論研究為基礎(chǔ),完成了柔索并聯(lián)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)