空间柔性闭链机器人动力学建模与振动仿真
2021-02-01张青云赵新华戴腾达
农业机械学报 2021年1期
张青云 赵新华, 刘 凉 戴腾达
(1.天津理工大学计算机科学与工程学院, 天津 300384;2.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室, 天津 300384)
0 引言
并联机构因承载力强、结构刚度大、累计误差小等特点[1-4]而广泛应用于机器人、航天、工业制造等领域。为了减少系统能耗、提高效率,闭链机器人一般由细长连杆构成,导致系统构件在运行过程中柔度增加、固有频率降低、弹性振动变大,从而影响了系统稳定性及轨迹运行精度。目前,对并联机构的振动分析主要集中在残余振动方面,很少涉及系统自激振动。文献[5]对物料装填机器人末端的残余振动进行了分析和抑制。文献[6]采用应变率反馈控制方法抑制了3-RRR平面柔性并联机器人残余振动。文献[7]建立了刚柔热耦合的旋转中心刚体-功能梯度材料梁的动力学模型。文献[8]通过S形曲线对机器人残余振动进行研究。文献[9]对Delta并联机器人残余振动进行控制分析。文献[10]对伸缩臂进行了抖动抑制研究。文献[11]采用主动控制方法对平面3-RRR柔性并联机器人的自激振动进行有效抑制。文献[12]采用非线性PD和模糊控制算法对3-RRR平面柔性并联机器人自激振动进行了分析。文献[13]对平面3自由度并联机器人的自激振动进行了控制研究。上述研究主要针对柔性臂和平面柔性机构的自激振动进行分析,鲜有涉及空间柔性闭链机构的自激振动。文献[14]建立了3-RRS柔性空间并联机器人的动力学模型,并对系统固有频率进行分析,但运动支链中不存在空间柔性构件。……
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