基于動(dòng)力學(xué)模型的DELTA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)裝備制造的基礎(chǔ)。機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且提升了產(chǎn)品的質(zhì)量。DELTA機(jī)器人是少自由度的并聯(lián)機(jī)器人，由于其可以將驅(qū)動(dòng)器放置在底座上，而且具有多條運(yùn)動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)可以獲得大的剛度、高的運(yùn)行速度和高的精度。DELTA機(jī)器人經(jīng)常用于取放操作，被廣泛應(yīng)用在食品包裝、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。同時(shí)由于閉鏈約束的存在，DELTA機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)相對(duì)復(fù)雜，在工業(yè)應(yīng)用中很難將完備的動(dòng)力學(xué)應(yīng)用于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中。針

2、對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中較少考慮機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性、動(dòng)力學(xué)模型編程復(fù)雜和復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)模型難用于工業(yè)機(jī)器人實(shí)時(shí)控制的現(xiàn)狀，將DELTA機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，并應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制中很有必要。
　　首先，簡(jiǎn)化了DELTA機(jī)器人的幾何模型，研究了可能存在的八組位置逆解，通過(guò)分類討論的方法確定了選擇逆解的方案。同時(shí)，完成了正運(yùn)動(dòng)學(xué)位置、速度和加速度的求解，建立機(jī)器人的完整運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并通過(guò)仿真的方式對(duì)求解的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)

3、行驗(yàn)證。
　　其次，通過(guò)虛功原理建立了機(jī)器人完備的動(dòng)力學(xué)模型，在對(duì)機(jī)器人質(zhì)量矩陣分析的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，通過(guò)對(duì)比的方式驗(yàn)證簡(jiǎn)化方法的合理性，進(jìn)一步分析了機(jī)器人的質(zhì)量矩陣在空間的分布。
　　然后，在使用向量法求取機(jī)器人雅克比矩陣的基礎(chǔ)上，以雅克比矩陣為依據(jù)對(duì)機(jī)器人可能的奇異位形及其規(guī)避方法進(jìn)行分析。依據(jù)簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃過(guò)程中將驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速限制和力矩限制考慮在內(nèi)，求取機(jī)器人末端允許的最大速度