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基于两种建模方法的冗余并联机器人的动力学对比研究

郝亮亮 刘小娟 杜婷 闫献国

郝亮亮, 刘小娟, 杜婷, 闫献国. 基于两种建模方法的冗余并联机器人的动力学对比研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 33-39. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.005
引用本文: 郝亮亮, 刘小娟, 杜婷, 闫献国. 基于两种建模方法的冗余并联机器人的动力学对比研究[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 33-39. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.005
HAO Liangliang, LIU Xiaojuan, DU Ting, YAN Xianguo. Comparative study on dynamics of redundant parallel robot based on two modeling methods[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 33-39. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.005
Citation: HAO Liangliang, LIU Xiaojuan, DU Ting, YAN Xianguo. Comparative study on dynamics of redundant parallel robot based on two modeling methods[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 33-39. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.005

基于两种建模方法的冗余并联机器人的动力学对比研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.005
基金项目: 2021年太原科技大学教学改革创新项目(XJ2021102);2020年山西省教学创新改革项目(J2020199)
详细信息
    作者简介:

    郝亮亮,男,1988年生,硕士,研究方向为机器与机构的动态优化设计及特殊材料铸造生产工艺研究,发文量15篇。E-mail:812060438@qq com

    通讯作者:

    郝亮亮,男,1988年生,硕士,研究方向为机器与机构的动态优化设计及特殊材料铸造生产工艺研究,发文量15篇。E-mail:812060438@qq com

  • 中图分类号: TB486, TH112

Comparative study on dynamics of redundant parallel robot based on two modeling methods

  • 摘要: 提出一种新型2-UPR/2-RPU冗余并联机器人并以其为研究对象,采用螺旋理论和拉格朗日法两种方法对其进行动力学建模与动力学对比研究。首先,采用封闭矢量法在全局坐标系下建立2-UPR/2-RPU并联机器人的运动学反解方程。其次,采用拉格朗日法求解了并联机器人各构件的速度关系并建立了其动力学模型。然后,采用螺旋理论对并联机器人4个支链中各关节和杆件的速度和加速度进行分析,同时结合虚功原理建立并联机器人的动力学模型。最后,以并联机器人动力学模型为基础,在MATLAB中编程得到并联机构的算法,求解得到了基于螺旋理论和拉格朗日方程建立的动力学模型各支链驱动力数值仿真结果,并通过与ADAMS软件的动力学仿真结果进行仿真验证和误差分析。结果表明:螺旋理论建立的动力学模型精度相对较高、方法方便且计算简单、更适用于少自由度并联机构动力学模型的建立和机构动力学的控制。极大地提高了2-UPR/2-RPU并联机器人响应速度和控制精度,满足磨床打磨曲面的精度要求,为机构的实践应用提供了可靠的理论依据并奠定了重要基础。

     

  • 图  1  并联机器人机构简图和虚拟样机图

    图  2  UPR分支简图

    图  3  并联机器人ADAMS动力学模型

    图  4  各支链驱动力求解结果曲线

    图  5  各支链驱动力误差图

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-09
  • 录用日期:  2022-08-11
  • 网络出版日期:  2022-10-28

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