新型搓澡与按摩机器人的动力学控制研究

2021-08-20张浩强卢森幸林彦伯

机械工程与自动化 2021年3期

关键词：模型

张浩强，蔡柳，卢森幸，林彦伯

(河池学院，广西宜州 546300)

0 引言

近些年来，由于并联机构集合了其他机构高刚度、高承载力和高精度的特点，使其进入了国内外很多研究机构的视野，并广泛应用于野外探索和矿井采样勘探领域[1-4]。

在并联机构的应用领域中，国内学者郝亮亮等[5]首先从3-RPRS并联机构的运动学求解及仿真入手，验证其在跳跃机器人中的应用。文献[6-8]分别将并联机构应用于机构的协同避障、残余振动抑制、提高手机摄像头的装配精度等。从以上研究可以肯定并联机构的关键点在于精度的控制，为了提高并联机构对预设轨迹的追踪精度，研究人员对多种控制方法展开了研究。文献[9-14]成功建立了并联机构的动力学模型，在此基础上运用模糊PID控制，实现了高精度、快速响应的性能提升。文献[15-16]分别在对3-CP_aRR和3-RPS并联机构的动力学分析基础上进行了实时控制系统的控制研究。

本文以六自由度3T3R对称新型3-RPRS并联机构为对象展开研究,设计了其动力学控制方法。

1 3-RPRS并联机构构型分析

新型搓澡与按摩机器人利用了并联机构的优点，其基本构型为3-RPRS并联机构，由基础平台(半径为R的共面圆B1B2B3)、运动平台(半径为r的共面圆S1S2S3)及3条RiPiRiSi(i=1,2,3)对称支链组成，机构简图如图1所示。3-RPRS并联机器人RiSi连杆长为li，竖直滑块滑动距离为Pi，即为并联机器人各构件间的链接关系。