電液混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金“大型重載起重吊裝空間協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能分析與協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究（51275515）”項(xiàng)目，針對(duì)一種電液混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)（EH-CPMP），對(duì)其三維建模、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究、虛擬樣機(jī)仿真分析、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及實(shí)驗(yàn)開(kāi)展等問(wèn)題展開(kāi)研究，本文完成的主要工作歸納如下：
　?。?）對(duì) EH-CPMP平臺(tái)進(jìn)行三維建模，相比傳統(tǒng)的柔索并聯(lián)機(jī)器人，該平臺(tái)具有電液驅(qū)動(dòng)混合式、可重構(gòu)模塊化、塔架

2、高度可調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)相對(duì)較復(fù)雜，本文主要考慮六根柔索的運(yùn)動(dòng)形式，進(jìn)而將其簡(jiǎn)化為六電機(jī)協(xié)同工作的并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型，并對(duì)其開(kāi)展運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解，分別建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解的求解方法，并且利用MATLAB編程求解其運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解。在運(yùn)動(dòng)學(xué)正解求解上，采用基于數(shù)值的位姿正解求解算法，并在六個(gè)自由度上與期望軌跡進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了利用基于數(shù)值的位姿正解求解算法來(lái)求解EH-CPMP平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的可行性。
　?。?）對(duì)簡(jiǎn)化的六電機(jī)協(xié)同工

3、作的并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行虛擬樣機(jī)仿真分析，在ADAMS中建立動(dòng)力學(xué)模型，建模前對(duì)柔索模型進(jìn)行合理的假設(shè)，然后對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的直線軌跡和圓弧軌跡進(jìn)行求解，從仿真結(jié)果可以看出由于柔索自身存在柔彈性及自重等原因，導(dǎo)致末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡與期望軌跡存在一定成都的偏差。
　?。?）對(duì) EH-CPMP平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制軟硬件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制硬件系統(tǒng)主要包括伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器、工控機(jī)和配對(duì)電源；所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制軟件系統(tǒng)主要是通過(guò)

4、 LABVIEW編寫(xiě)上位機(jī)軟件來(lái)控制運(yùn)動(dòng)控制器，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)一步控制六柔索電機(jī)協(xié)同工作使末端執(zhí)行器走相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)研究表明：本文設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基本滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)控制要求，運(yùn)動(dòng)控制上存在一定的誤差。
　?。?）對(duì) EH-CPMP平臺(tái)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟硬件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，硬件結(jié)構(gòu)方面主要包括傳感器選型，監(jiān)測(cè)電路板的制作；軟件結(jié)構(gòu)方面介紹了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)設(shè)計(jì)，包括三大功能模塊：紅外避障模塊、慣性傳感模塊以及實(shí)時(shí)位置模塊，重點(diǎn)