并聯(lián)機器人及其協(xié)調操作的運動學和動力學研究.pdf

1、本文針對過約束串聯(lián)支路和混聯(lián)支路并聯(lián)機器人的動力學建模方法、冗余并聯(lián)機器人的奇異性和動力學以及并聯(lián)機器人協(xié)調操作的運動學和動力學等問題進行了研究。論文的主要研究內容如下： 采用無環(huán)有向圖描述并聯(lián)機器人的拓撲結構，分析了串聯(lián)支路并聯(lián)機器人和混聯(lián)支路并聯(lián)機器人拓撲結構圖的特點；通過將支路與動平臺完全斷開以及將混聯(lián)支路完全退化為樹結構，提出了基于虛功原理和最小等價樹結構的并聯(lián)機器人動力學建模方法，該方法適用于各類并聯(lián)機器人；針對四種具

2、有代表性的過約束并聯(lián)機器人(3-RRR球面并聯(lián)機器人、3-RRC空間純移動并聯(lián)機器人、2-P(Pa)R-1-PUU空間并聯(lián)機器人和3-PU<'*>空間純移動并聯(lián)機器人)進行了運動學和動力學分析。 研究了驅動冗余和運動學冗余并聯(lián)機器人的運動學、奇異位形、動力學建模方法及其優(yōu)化策略。對于附加主動支鏈和主動關節(jié)替代被動關節(jié)的驅動冗余并聯(lián)機器人，以及引入運動學冗余支鏈的運動學冗余并聯(lián)機器人，研究了避免工作空間中第二類奇異位形的幾何條件；

3、同時建立了驅動冗余和運動學冗余并聯(lián)機器人支路與整機的動力學模型，對于驅動冗余并聯(lián)機器人提出了驅動力優(yōu)化策略，對于運動學冗余并聯(lián)機器人提出了冗余主動關節(jié)運動規(guī)劃策略和驅動力優(yōu)化策略。 研究了雙并聯(lián)機器人協(xié)調操作零自由度剛性負載、單自由度開鏈剛性負載和單自由度閉鏈剛性負載的運動學約束關系、動力學建模方法及其優(yōu)化策略，得到了并聯(lián)機器人協(xié)調操作的速度、加速度約束條件和動力學模型，并與串聯(lián)機器人協(xié)調操作進行了比較，分析表明并聯(lián)機器人協(xié)調操