【摘要】：以4-DOF混聯(lián)機(jī)器人為研究對(duì)象,分析了混聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué),接著基于傳統(tǒng)鍵合圖建立了系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分(電動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)部分)鍵合圖模型,基于旋量鍵合圖建立了系統(tǒng)機(jī)械本體動(dòng)力學(xué)模型,由于系統(tǒng)的并聯(lián)部分引入冗余驅(qū)動(dòng),提出了采用輸入力矩優(yōu)化的方法,增加了1個(gè)補(bǔ)充方程,最終得到了該機(jī)器人完整的機(jī)、電、氣耦合的多能域系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)全解模型。冗余驅(qū)動(dòng)分支在隨動(dòng)和施加優(yōu)化得到的力矩(力/位混合控制)兩種情況下,借助鍵合圖自動(dòng)化仿真軟件(20-sim)進(jìn)行多能域動(dòng)力學(xué)仿真;并進(jìn)行樣機(jī)的控制試驗(yàn),將仿真與試驗(yàn)得到的驅(qū)動(dòng)力矩進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了所建機(jī)器人系統(tǒng)多能域動(dòng)力學(xué)模型的正確性。通過試驗(yàn)可以證明:力/位混合控制時(shí)樣機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)且能有效提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。
[Abstract]:Taking 4-DOF hybrid robot as the research object, the kinematics of the hybrid robot is analyzed. Then, based on the traditional bond graph, the bond graph model of the driving part (motor and pneumatic part) of the system is established. Based on the spinor bond graph, the dynamic model of the mechanical body of the system is established. Because the redundant drive is introduced into the parallel part of the system, an input torque optimization method is proposed, and a supplementary equation is added, finally the complete machine of the robot is obtained. The total solution model of electric and gas coupling system in multi-energy domain. In the case of servo and torque (force / bit hybrid control), the redundant driving branch is simulated in multi-energy domain with the help of bond graph automation simulation software (20-sim), and the control experiment of the prototype is carried out. By comparing the driving torque obtained by simulation and experiment, the correctness of the multi-energy dynamic model of the robot system is verified. It can be proved by experiments that the prototype runs more smoothly and can effectively improve the kinematic accuracy of the mechanism under the combined force / bit control.
【作者單位】： 燕山大學(xué)河北省并聯(lián)機(jī)器人與機(jī)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室;先進(jìn)鍛壓成形技術(shù)與科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué));燕山大學(xué)河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51405421) 河北省自然科學(xué)基金(E2015203101)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：2284261