可重构柔索并联机器人协同避障方法研究

发布时间：2018-01-13 00:34

  本文关键词：可重构柔索并联机器人协同避障方法研究　出处：《仪器仪表学报》2017年03期 　论文类型：期刊论文

  更多相关文章： 可重构柔索并联机器人 协同避障 力封闭工作空间 多指抓握 最优索力分布

【摘要】：针对可重构索驱动机器人自身结构与环境障碍物间高碰撞风险问题,设计了一种基于临界支撑线及多指抓握的可重构柔索机器人协同避障方法。通过简化环境障碍物与机器人结构得到一类可重构柔索机器人在复杂环境下的一般模型,在此模型基础上利用其结构的拓扑约束及障碍物间的临界支撑线求取机器人的无碰撞运动区域;通过凸包算法及凸包映射算法求取不同构型及障碍物分布下可重构柔索并联机器人的力封闭工作空间,并分析不同构型及障碍物分布对机器人无碰撞力封闭工作空间的影响;随后,通过优化算法求取指定运动轨迹上最优索分布;最后在重构索驱动机器人实验平台对所得优化结果进行验证。实验结果显示,所设计的可重构柔索机器人协同避障方法能有效避免重构索驱动机器人运动过程中的碰撞。
[Abstract]:Aiming at the problem of high collision risk between the structure of the reconfigurable cable driven robot and the obstacles in the environment. A cooperative obstacle avoidance method for reconfigurable flexible cable robot based on critical support line and multi-finger grasp is designed. By simplifying the structure of environment obstacles and robot, the general modules of a kind of reconfigurable flexible cable robot in complex environment are obtained. Type. On the basis of this model, the collision free motion region of the robot is obtained by using the topological constraints of its structure and the critical support line between obstacles. Through convex hull algorithm and convex hull mapping algorithm, the force closed workspace of flexible cable parallel robot with different configuration and obstacle distribution is obtained. The effects of different configurations and obstacles on the closed workspace of the robot with no collision force are analyzed. Then, the optimal cable distribution on the specified trajectory is obtained by the optimization algorithm. Finally, the optimized results are verified on the experimental platform of the reconfigurable cable driven robot. The experimental results show that. The designed cooperative obstacle avoidance method of reconfigurable flexible cable robot can effectively avoid collision during the motion of the reconfigurable cable driven robot.
【作者单位】： 合肥工业大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51575150)项目资助
【分类号】：TP242
【正文快照】： 1引言近二十年来,柔索并联机器人(cable-driven parallelrobot,CDPR)因其高承载、大工作空间、易重构等特点被广泛应用于大型射电望远镜[1]、环境遥感[2]、码垛吊装[3]、大规模3D打印[4]、医疗康复[5]等领域。由于绳索仅能承受单向拉力的特点,在CDPR工作过程中须时刻保证绳索

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张波,战红春,赵明扬,刘红军,单光坤;柔索驱动三自由度球面并联机构运动学与静力学研究[J];机器人;2003年03期

2 张t;,刘北辰,徐子卿,王良臣;大变形柔索结构——索道桥的电算程序及计算结果分板[J];计算机应用通讯;1982年02期

3 张波,王洪光,赵明扬;约束机构在柔索并联机器人设计中的应用[J];机械科学与技术;2004年12期

4 牛海军;;柔索动态找形技术研究[J];西安电子科技大学学报;2006年01期

5 汪选要;曹毅;黄真;;冗余并联柔索机器人变刚度控制的研究[J];机械设计与制造;2014年04期

6 杜敬利;保宏;段宝岩;;考虑柔索垂度影响的索牵引并联机器人跟踪控制[J];机械工程学报;2010年03期

7 訾斌;段宝岩;杜敬利;;超大型天线馈源舱柔索支撑结构动力学分析与跟踪控制[J];控制理论与应用;2007年06期

8 刘含玮;王洪光;李树军;何立波;;一种3自由度并联柔索驱动机器人的精度研究[J];机器人;2008年05期

9 彭利平;訾斌;;3自由度柔索并联机构的运动轨迹规划[J];机械传动;2010年05期

10 刘含玮;王洪光;李树军;何立波;;一种3自由度并联柔索驱动机器人的变刚度特性研究[J];机械设计与制造;2009年01期

相关会议论文 前10条

1 杨彦平;刘北辰;;大变形柔索结构的样条函数理论及计算[A];第四届全国结构工程学术会议论文集（上）[C];1995年

2 吕晶;徐国彬;;劲柔索张拉穹顶结构的优化设计[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年

3 秦厉;徐君兰;;柔索线形分析[A];中国公路学会桥梁和结构工程学会2001年桥梁学术讨论会论文集[C];2001年

4 曹毅;周辉;;一类并联柔索牵引机构的运动学分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年

5 刘北辰;张t;;;大变形柔索结构计算[A];土木工程中计算机应用文集——中国土木工程学会计算机应用学会成立大会暨第一次学术交流会论文集[C];1981年

6 吕晶;徐国彬;;鞍山体育中心劲柔索张拉穹顶屋盖设计与施工[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年

7 张震陆;朱有军;;悬链段法解重车负载下架空柔索[A];全国索结构学术交流会论文集[C];1991年

8 张波;赵明扬;隋春平;;一种新型柔索驱动并联机器人的动力学研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

9 周辉;曹毅;;一类并联柔索牵引机构位置正解的研究[A];先进制造技术高层论坛暨第六届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2007年

10 童森林;;不等高支承柔索的荷载行为[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

相关博士学位论文 前3条

1 鲁亚飞;精密柔索传动机理与设计方法研究[D];国防科学技术大学;2013年

2 钱森;多起重机协作柔索并联吊装装备力学性能与协调控制研究[D];中国矿业大学;2015年

3 訾斌;超大型天线馈源指向跟踪系统的力学分析及控制研究[D];西安电子科技大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 张龙;多起重机协作柔索并联构型装备运动规划、有限元分析及液压系统仿真[D];中国矿业大学;2015年

2 韩雪;电液混合驱动柔索并联运动平台运动分析及监测系统研究[D];中国矿业大学;2015年

3 杨海晓;大型柔索牵引并联机器人动力学建模研究[D];西安电子科技大学;2014年

4 杨玉涛;柔索牵引摄像机器人控制系统研究与实现[D];西安电子科技大学;2014年

5 李国胜;四索牵引摄像机器人的建模与动力学仿真分析[D];西安电子科技大学;2014年

6 李冉;柔索驱动并联机器人的建模与控制[D];太原科技大学;2015年

7 张卓;平面柔索并联机器人的运动控制关键技术研究[D];西南科技大学;2016年

8 姚鹏飞;柔索牵引摄像机器人的云台设计和控制研究[D];西安电子科技大学;2015年

9 周琛;柔索非线性变形的静力分析[D];宁波大学;2010年

10 汪选要;并联柔索牵引机器人机构的研究[D];安徽理工大学;2006年

，

本文编号：1416715