3-RRRT并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及數(shù)值求解研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)器人具有承載能力強(qiáng)，剛度大，誤差小，精度高，自重負(fù)荷小，動(dòng)力性能好，控制容易等一系列的優(yōu)點(diǎn)，與目前廣泛應(yīng)用的串聯(lián)機(jī)器人在應(yīng)用上構(gòu)成互補(bǔ)關(guān)系，具有廣闊的應(yīng)用前景。并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)部分在并聯(lián)機(jī)器人研究中占有重要作用，運(yùn)動(dòng)學(xué)正、反求解問題是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的難點(diǎn)之一。本文以一種新型高速搬運(yùn)的3-RRRT并聯(lián)機(jī)器人為對(duì)象，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及正、反求解算法進(jìn)行了比較深入的研究。 用齊次坐標(biāo)變換矩陣來描述各鏈中桿與桿之間的空間關(guān)系，在此基礎(chǔ)上建

2、立坐標(biāo)系，從而建立3-RRRT并聯(lián)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)此運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，提出了擬Newton法、基于Moore-Penrose廣義逆的Newton迭代法、以及改進(jìn)遺傳算法等幾種有效的正、反求解算法。其中，擬Newton法克服了Newton法需要求導(dǎo)、求逆的缺點(diǎn)，簡(jiǎn)化了計(jì)算過程，而且還能保證算法的超線性收斂速度。遺傳算法具有強(qiáng)大的全局尋優(yōu)特性，克服了常用的數(shù)值解法求解受初始值影響的缺點(diǎn)，而且采用實(shí)數(shù)編碼、設(shè)計(jì)合理的適應(yīng)度函數(shù)、改善遺

3、傳算子等手段改善計(jì)算復(fù)雜性、加快收斂速度，提高運(yùn)動(dòng)學(xué)求解精度。 最后進(jìn)行仿真驗(yàn)證。利用MATLAB編寫正、反求解程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并制作基于GUIDE仿真界面進(jìn)行曲線的連續(xù)求解，仿真結(jié)果證明了該數(shù)學(xué)模型的正確性和算法的有效性、穩(wěn)定性。利用Visual C++軟件強(qiáng)大的類庫支持和類改造能力、高效率的運(yùn)行速度等優(yōu)點(diǎn)，編制基于擬牛頓法的3-RRRT并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正、反求解程序以實(shí)現(xiàn)快速、精確的求解，并制作求解界面，實(shí)現(xiàn)了綜合求解。