无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究

发布时间：2017-08-22 11:34

  本文关键词：无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究

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【摘要】：无根多刚体系统和欠驱动冗余机器人系统实质上都属二阶非完整动力系统,其位姿空间约束方程不能满足控制要求,一般基于动力学方程对系统进行控制,即通过关节间动力耦合作用约束被动关节运动,因此此类机器人可控性分析的重点在于系统耦合运动特性研究。基于动力学虚设机构法及非完整系统微分变分原理,建立了无根欠驱动冗余机器人的动力学模型;针对虚设关节、主、被动关节进行动力学模型解耦,推导出了系统的二阶非完整约束方程及被动关节的加速度表达式;在此基础上,通过定义表征被动关节耦合运动的性能指标,针对不同位置主动关节输入参数对被动关节可控性的影响进行了仿真分析,得到了提高无根欠驱动冗余机器人可控性的有益结论,为实际欠驱动冗余机器人输入控制提供了参考。
【作者单位】： 河北农业大学机电工程学院;燕山大学机械工程学院;
【关键词】： 无根多刚体系统 欠驱动 冗余机器人 二阶非完整约束 动力耦合
【基金】：国家自然科学基金(51305125) 河北省自然科学基金(E2013204110) 河北省高等学校科学技术研究基金(YQ2013007)资助项目
【分类号】：TP242
【正文快照】： 0前言*冗余多刚体机器人具有良好的避障性能及自运动能力,近年来针对其结构特性,在逆运动学求解、自运动及容错性等关键问题上取得了一定研究成果[1-3]。但由于机器人多关节驱动使得控制系统复杂,能耗大,反而使其操作灵活性和环境适应能力降低[4]。欠驱动机器人系统由于减少了

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本文编号：718928