多能域过约束并联机器人系统动力学建模方法*
E-mail:lijiang197879@sina.com
张立杰(通信作者),男,1969 年出生,教授,博士研究生导师。主要研究方向为并联机构及机器人技术。
E-mail:ljzhang@ysu.edu.cn
网络出版日期: 2016-11-05
基金资助
* 国家自然科学基金(51405421, 51275438)和河北省自然科学基金(E2015203101)资助项目; 20150812收到初稿,20160511到修改稿;
Dynamic Modeling Method for Overconstrained Multi-energy Domain Parallel Manipulator
Online published: 2016-11-05
采用旋量键合图建立球面2-DOF过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型,该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化,能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程,但由于被动过约束(公共约束和冗余约束)和主动过约束(冗余驱动)的存在,共有43个未知量需要求解。为此,针对被动过约束问题,分析三个分支变形引起末端相对于球心O的位移量,增加了6个变形协调补充方程;针对主动过约束问题,提出了采用输入力优化的方法,增加了1个补充方程,最终得到了该机器人完整的多能域系统动力学全解模型。通过数值算例,验证了该方法的可行性和合理性。该方法可以推广到其他包含机、电、液、气的多能域过约束并联机器人系统,为该类多能域机器人系统动力学建模分析提供了一种新的思路。
李永泉, 宋肇经, 郭, 菲, 单张兵, 张立杰 . 多能域过约束并联机器人系统动力学建模方法*[J]. 机械工程学报, 2016 , 52(21) : 17 -25 . DOI: 10.3901/JME.2016.21.017
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