基于3-SPR型并聯(lián)機構機器人曲面制孔末端執(zhí)行器動力學與控制.pdf

1、利用3-SPR并聯(lián)機構設計了一種新型機器人曲面制孔末端執(zhí)行器。根據3-SPR型并聯(lián)機構的特點，結合曲面制孔末端執(zhí)行器的設計要求，將該并聯(lián)機構作為曲面制孔末端執(zhí)行器的調姿壓緊機構。在該調姿壓緊機構運動學分析的基礎上，給出了本文研究的并聯(lián)制孔末端執(zhí)行器刀具姿態(tài)調整算法。在末端執(zhí)行器刀具四周均布的四個距離傳感器測得曲面上制孔點周圍四點數據的基礎上，計算獲得該四點在同一坐標系下的坐標，結合已知的制孔點坐標，給出了一種基于矢量加權求和的新曲面法向

2、測量算法。并對該算法與球面擬合的法向測量算法進行了仿真對比，可知本文設計的新算法在法向測量時有更高的精度。
　　對制孔末端執(zhí)行器并聯(lián)調姿機構，采用拉格朗日方程建立了該機構的動力學模型，得到了驅動力的顯示解，為進一步分析末端執(zhí)行器調姿機構動力學控制提供數學模型。基于該數學模型對末端執(zhí)行器并聯(lián)調姿機構動力學特性進行了仿真分析,根據驅動力的顯示解，模擬動平臺姿態(tài)變化時驅動力的變化曲線，得到姿態(tài)調整中各驅動力的變化情況。同時對動平臺加載與

3、不加載時，驅動力的變化情況進行對比，給出了各支鏈可以忽略質量的條件。分析驅動力變化與機構結構參數之間的關系，為機構動力學特性的深入分析及其用于制孔執(zhí)行器的優(yōu)化設計提供了參考。以所設計調姿機構動力學方程為模型，設計了基于該模型的修正PD控制策略及滑模變結構控制策略。通過仿真說明對于該動力學模型，基于趨近律的滑模變結構控制器比PD控制器具有更好的魯棒性，更適合于該末端執(zhí)行器并聯(lián)調姿機構。對所建立末端執(zhí)行器制孔單元的進給系統(tǒng)數學模型，采用傳統(tǒng)