各向同性移動并聯(lián)機(jī)器人的動力學(xué)分析與仿真

提出了一種各向同性移動并聯(lián)機(jī)器人。先對該機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)問題進(jìn)行了分析，建立其位置、速度和加速度方程；然后以“庫倫+黏性”摩擦模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出驅(qū)動滑塊和球鉸所受的摩擦力/力矩方程；在考慮摩擦的情況下，利用牛頓-歐拉法分別建立了驅(qū)動滑塊、分支運(yùn)動鏈和機(jī)器人動平臺的動力學(xué)模型，揭示了分支驅(qū)動力和加在動平臺上的外力之間的映射關(guān)系；基于ADAMS軟件和MATLAB編程對機(jī)器人動力學(xué)進(jìn)行仿真，繪制出驅(qū)動滑塊所受的驅(qū)動力變化曲線，兩種仿真結(jié)果一致，驗證了理論分析的真確性和有效性。該機(jī)構(gòu)可用于農(nóng)業(yè)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

  并聯(lián)機(jī)器人以其剛度大、承載能力強(qiáng)、精度等特點(diǎn)成為近年來機(jī)構(gòu)的機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前并聯(lián)機(jī)器人逐步應(yīng)用到諸多行業(yè)尤其在航天模擬器、機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)床、食品加工、農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域。良好的動力學(xué)特性和簡便的控制設(shè)計是并聯(lián)機(jī)器人在各領(lǐng)域成功應(yīng)用的關(guān)鍵性因素。并聯(lián)機(jī)器人的動力學(xué)建模問題在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能分析和控制設(shè)計中占有十分重要的地位。但并聯(lián)機(jī)器人中固有的閉環(huán)運(yùn)動約束使得機(jī)構(gòu)的動力學(xué)方程比較復(fù)雜，再加上考慮并聯(lián)機(jī)器人中運(yùn)動副間的摩擦力效應(yīng)，以及動力學(xué)模型的非線性和強(qiáng)耦合度，致使并聯(lián)機(jī)器人關(guān)于摩擦損耗的動力學(xué)研究難度更大。