3-RRRU并联机器人运动学及动力学建模与仿真

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3-RRRU型并联机器人作为本文的研究对象,在查阅了大量国内外相关文献的基础上,对于少自由度并联机器人的运动学、动力学特性也有了一定程度上的了解。并联机器人以其高刚度、高承载能力以及其能够满足高速度和高精度的工作要求,现在越来越受到国内外学者的青睐,3-RRRU并联作为一种新型的并联机构,很好的改善了传统的并联机构的不足。本文着重对其进行了相关的运动学和动力学的分析研究。与串联机器人的运动学求解正好相反,并联机器人的运动学逆解的求解容易,而对于其运动学的正解的求解过程是十分复杂的,本文采用了Newton-Raphson的迭代方法,对该机构的运动学正问题进行了求解,并且得出了相应的解。对3-RRRU型并联机器人其奇异位形的三种情况分别进行分析,然后求解3-RRRU型并联机器人的雅克比矩阵,对其工作空间进行分析研究。由于并联机器人结构的动力学模型是一个高度非线性,并且多输入、多输出的高度耦合的非常复杂的系统,本文采用了Kane方法对3-RRRU型并联机器人机构进行动力学建模,包括求解速度、角速度;偏速度、偏角速度;广义主动力以及广义惯性力等。最后得到以Kane方法建立的3-RRRU型并联机器人的动力学模型。此外,本文在计算的过程中,还通过MATLAB仿真软件对解得的该机构的位置逆解、角速度以及动力学逆解等进行了一系列的数值仿真。
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