【摘 要】
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研究串联变胞机器人的构态切换平稳性问题具有重要理论意义和实用价值.基于Newton-Euler方程建立串联变胞机器人的冲击动力学模型,并结合经典碰撞理论和恢复系数方程,推导出机器人构态切换时的冲量求解模型.在此基础上,针对机器人的构态切换平稳性问题,从构态切换前的速度性能、构态切换时的冲击性能和构态切换时的动力学性能3个方面对机器人的冲击运动性能进行分析,并建立了相应的性能指标.通过分析影响性能指标的机器人参数,对上述冲击运动性能指标进行分类,并基于权重系数法,构建面向综合评价指标的参数优化设计模型.以平
【机 构】
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天津工业大学机械工程学院 天津 300387;天津市现代机电装备技术重点实验室 天津 300387
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研究串联变胞机器人的构态切换平稳性问题具有重要理论意义和实用价值.基于Newton-Euler方程建立串联变胞机器人的冲击动力学模型,并结合经典碰撞理论和恢复系数方程,推导出机器人构态切换时的冲量求解模型.在此基础上,针对机器人的构态切换平稳性问题,从构态切换前的速度性能、构态切换时的冲击性能和构态切换时的动力学性能3个方面对机器人的冲击运动性能进行分析,并建立了相应的性能指标.通过分析影响性能指标的机器人参数,对上述冲击运动性能指标进行分类,并基于权重系数法,构建面向综合评价指标的参数优化设计模型.以平面3自由度变胞机器人为例,仿真分析机器人参数对冲击运动性能的影响,并对其进行优化设计.研究结果表明:通过改变杆件长度和初始构型可有效减小机器人构态切换时所产生的冲量,改善了机器人的冲击运动性能,有利于提升系统运行的稳定性和安全性.
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为解决解耦机构承载能力弱的问题,提出一种具有大承载能力的环路解耦两转动并联机构型综合方法.基于螺旋理论,提出分支传递力螺旋矩阵与输出运动螺旋矩阵的互易积为对角矩阵(主对角线元素全不为零)的机构解耦判别准则,分析机构输出运动螺旋与传递力螺旋之间的关系,确定出驱动螺旋和非驱动螺旋的形式,将上述运动螺旋进行合理的排序和组合得到基础解耦分支.为使解耦机构更好的应用于工业中,提出冗余驱动分支构造方法,在基础解耦分支中添加冗余驱动分支,构造环路,实现环路内反解同步,构造环路之间彼此解耦的环路驱动分支,既不破坏机构的解
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