基于動力學(xué)模型的DELTA機器人運動控制研究.pdf

1、工業(yè)機器人是工業(yè)裝備制造的基礎(chǔ)。機器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。DELTA機器人是少自由度的并聯(lián)機器人，由于其可以將驅(qū)動器放置在底座上，而且具有多條運動鏈驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)可以獲得大的剛度、高的運行速度和高的精度。DELTA機器人經(jīng)常用于取放操作，被廣泛應(yīng)用在食品包裝、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。同時由于閉鏈約束的存在，DELTA機器人的運動學(xué)、動力學(xué)相對復(fù)雜，在工業(yè)應(yīng)用中很難將完備的動力學(xué)應(yīng)用于機器人的運動控制中。針

2、對機器人運動規(guī)劃中較少考慮機器人的動力學(xué)特性、動力學(xué)模型編程復(fù)雜和復(fù)雜的動力學(xué)模型難用于工業(yè)機器人實時控制的現(xiàn)狀，將DELTA機器人的動力學(xué)模型進行適當簡化，并應(yīng)用到工業(yè)機器人的運動規(guī)劃和運動控制中很有必要。
　　首先，簡化了DELTA機器人的幾何模型，研究了可能存在的八組位置逆解，通過分類討論的方法確定了選擇逆解的方案。同時，完成了正運動學(xué)位置、速度和加速度的求解，建立機器人的完整運動學(xué)模型，并通過仿真的方式對求解的運動學(xué)模型進

3、行驗證。
　　其次，通過虛功原理建立了機器人完備的動力學(xué)模型，在對機器人質(zhì)量矩陣分析的基礎(chǔ)上，對機器人的動力學(xué)模型進行簡化，通過對比的方式驗證簡化方法的合理性，進一步分析了機器人的質(zhì)量矩陣在空間的分布。
　　然后，在使用向量法求取機器人雅克比矩陣的基礎(chǔ)上，以雅克比矩陣為依據(jù)對機器人可能的奇異位形及其規(guī)避方法進行分析。依據(jù)簡化的動力學(xué)模型，在機器人運動規(guī)劃過程中將驅(qū)動器的轉(zhuǎn)速限制和力矩限制考慮在內(nèi)，求取機器人末端允許的最大速度