多能域过约束并联机器人系统动力学建模方法

摘要：

采用旋量键合图建立球面2-DOF 过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型，该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化，能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程，但由于被动过约束(公共约束和冗余约束)和主动过约束(冗余驱动)的存在，共有43个未知量需要求解。为此，针对被动过约束问题，分析三个分支变形引起末端相对于球心 O 的位移量，增加了6个变形协调补充方程；针对主动过约束问题，提出了采用输入力优化的方法，增加了1个补充方程，最终得到了该机器人完整的多能域系统动力学全解模型。通过数值算例，验证了该方法的可行性和合理性。该方法可以推广到其他包含机、电、液、气的多能域过约束并联机器人系统，为该类多能域机器人系统动力学建模分析提供了一种新的思路。

关键词：动力学建模、过约束、旋量键合图、并联机构、多能域

所属期刊栏目：52

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金51405421,51275438;河北省自然科学基金E2015203101

在线出版日期：2016-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：17-25