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

1、利用3-SPR并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計了一種新型機器人曲面制孔末端執(zhí)行器。根據(jù)3-SPR型并聯(lián)機構(gòu)的特點，結(jié)合曲面制孔末端執(zhí)行器的設(shè)計要求，將該并聯(lián)機構(gòu)作為曲面制孔末端執(zhí)行器的調(diào)姿壓緊機構(gòu)。在該調(diào)姿壓緊機構(gòu)運動學(xué)分析的基礎(chǔ)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(diào)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(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，計算獲得該四點在同一坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，結(jié)合已知的制孔點坐標(biāo)，給出了一種基于矢量加權(quán)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(shè)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(diào)姿機構(gòu)，采用拉格朗日方程建立了該機構(gòu)的動力學(xué)模型，得到了驅(qū)動力的顯示解，為進一步分析末端執(zhí)行器調(diào)姿機構(gòu)動力學(xué)控制提供數(shù)學(xué)模型。基于該數(shù)學(xué)模型對末端執(zhí)行器并聯(lián)調(diào)姿機構(gòu)動力學(xué)特性進行了仿真分析,根據(jù)驅(qū)動力的顯示解，模擬動平臺姿態(tài)變化時驅(qū)動力的變化曲線，得到姿態(tài)調(diào)整中各驅(qū)動力的變化情況。同時對動平臺加載與

3、不加載時，驅(qū)動力的變化情況進行對比，給出了各支鏈可以忽略質(zhì)量的條件。分析驅(qū)動力變化與機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，為機構(gòu)動力學(xué)特性的深入分析及其用于制孔執(zhí)行器的優(yōu)化設(shè)計提供了參考。以所設(shè)計調(diào)姿機構(gòu)動力學(xué)方程為模型，設(shè)計了基于該模型的修正PD控制策略及滑模變結(jié)構(gòu)控制策略。通過仿真說明對于該動力學(xué)模型，基于趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)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(diào)姿機構(gòu)。對所建立末端執(zhí)行器制孔單元的進給系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用傳統(tǒng)