柔索并联机器人张力优化和运动控制

发布时间：2018-01-17 19:05

  本文关键词：柔索并联机器人张力优化和运动控制　出处：《西南科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 柔索并联机器人 运动学 轨迹规划 力学平衡 张力优化

【摘要】：近年来,柔索并联机器人作为一种新型的并联机构,其技术正快速发展。应用领域也越广泛。该类机器人是以柔索作为驱动元件,牵引末端执行器实现定位功能,即柔索张力分布直接影响到对该类机器人控制的精度和稳定性。因此为了实现机器人末端在特定的运动轨迹和运动状态下对机器人的稳定控制,本文对3种柔索张力优化算法进行了研究。首先将四柔索三自由度并联机器人和八柔索六自由度并联机器人两种机器人模型作为研究对象,分别对这两种机器人的运动学进行分析;然后在分析力学平衡和张力分布的前提下,采用3种张力优化算法:即OS张力优化算法、3DT张力优化算法以及MID张力优化算法,解决了由于柔索并联机器人的冗余特性造成的张力分布不唯一的问题,并结合末端执行器的速度规划和运动轨迹规划结果,对运动控制中的张力优化算法进行研究并验证其可行性与稳定性。对于四柔索三自由度并联机器人各算法基于动力学平衡并在实体样机平台上进行实验验证,将实验数据和仿真数据对比分析;而八柔索六自由度并联机器人各算法分析则是基于静力学平衡原理且建立在MATLAB软件平台上,验证以上三种张力算法的可行性。
[Abstract]:In recent years, as a new type of parallel mechanism, the technology of flexible cable parallel robot is developing rapidly. The traction end actuator realizes the positioning function. That is, the tension distribution of flexible cables directly affects the accuracy and stability of the robot control. In this paper, three kinds of cable tension optimization algorithms are studied. Firstly, two kinds of parallel robot models of four flexible cables and three degrees of freedom and eight flexible cables and six degrees of freedom parallel robot are studied. The kinematics of the two robots is analyzed respectively. Then on the premise of analyzing mechanical balance and tension distribution, three kinds of tension optimization algorithms are adopted: OS tension optimization algorithm / 3DT tension optimization algorithm and MID tension optimization algorithm. The problem of non-unique tension distribution caused by redundant characteristics of flexible cable parallel robot is solved, and the velocity planning and motion trajectory planning results of the end actuator are combined. The tension optimization algorithm in motion control is studied and its feasibility and stability are verified. Based on dynamic balance and experimental verification on the platform of solid prototype, four flexible cables and three degrees of freedom parallel robot algorithms are tested. Compare and analyze the experimental data and the simulation data; On the other hand, the analysis of the algorithms of the parallel robot with eight flexible cables and six degrees of freedom is based on the static balance principle and is based on the MATLAB software platform, which verifies the feasibility of the above three tension algorithms.
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

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本文编号：1437551