王砚麟， 赵志刚， 苏 程， 李劲松， 季 钢

(1. 兰州交通大学 机电工程学院， 兰州 730070； 2. 上海交通大学 机械与动力工程学院， 上海 200030)

欠约束多机协调吊运系统工作空间和运动稳定性分析

王砚麟1， 赵志刚1， 苏 程1， 李劲松2， 季 钢2

(1. 兰州交通大学 机电工程学院， 兰州 730070； 2. 上海交通大学 机械与动力工程学院， 上海 200030)

主要针对多机器人协调吊运系统的工作空间和运动稳定性进行分析，根据吊运系统驱动配置情况将系统分为3类；其次应用牛顿欧拉方程建立了系统的广义动力学模型；采用虚拟柔索法给出了该欠约束系统力旋量封闭的解决方案，并对系统工作空间进行了分析，依据广义逆矩阵理论给出了系统满足运动要求时柔索拉力的最优解；根据克拉索夫斯基法给出了吊运系统的运动稳定性判据；根据实例参数，对3类系统的工作空间进行了数值仿真分析，并应用方阵特征值分解法对工作空间中所有点的稳定性进行了计算。结果表明，3类系统在各自工作空间内均是稳定的，并获得了3类系统的稳定程度关系，研究结果为后续优化系统运动轨迹规划和防摆控制打下基础。

吊运系统；多机器人系统；广义动力学模型；工作空间；稳定性分析

与传统刚性并联机器人相比，柔索式多机器人协调吊运系统具有结构简单、工作空间大、负载能力强、运动速度快、模块化程度高、运动灵活且精度高以及系统柔性好等优点[1-4]，这使柔索式多机器人协调吊运系统在工程应用中得以重用，因此对该类系统的研究具有重要的理论和工程应用价值。……