冗余驱动精密定位并联机器人动力学优化

作     者：梁栋 李世友 畅博彦 张赵建 刘军 LIANG Dong;LI Shiyou;CHANG Boyan;ZHANG Zhajan;LIU Jun

作者机构：天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175243,52005368) 天津市教委科研计划项目(2019KJ012) 

出 版 物：《机械设计与研究》 (Machine Design And Research)

年 卷 期：2022年第38卷第5期

页      码：79-87页

摘      要：设计了一种冗余驱动精密定位并联机器人。首先,构建一种十字交叉布置的4-PRR余驱动平面并联机器人初始构型;借助Kane方程建立系统多刚体动力学模型。在此基础上,采用前馈动力学方法,并借助Adams软件进行仿真校验。仿真结果表明:在给定轨迹下,X方向上的最大跟踪误差为0.0045m,Y方向上的最大跟踪误差为0.009m,最大均方根误差为0.0101m,验证了刚体动力学建模的正确性和精确度。在刚体动力学基础上,综合考虑机构加、减速运动过程和任务工作空间内的动态特性,定义两类动力学性能指标,构建出综合了尺寸和多种运动性能约束的动力学优化模型;通过单调性分析揭示尺度参数对性能指标的影响规律,进而借助模式搜索(PS)算法,获得设计变量的一组最优值,据此建造工程虚拟样机。优化实例表明:在任务工作空间内,当雅克比矩阵的全域最大奇异值的上界为1.7和全域最小奇异值的下界为0.17时,机构具有较好的动态性能,同时亦可综合保证机构的速度、精度、刚度和承载力性能。

主 题 词：精密定位 运动学 刚体动力学优化设计 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13952/j.cnki.jofmdr.2022.0262

馆 藏 号：203115864...