柔索驅(qū)動并聯(lián)加工機器人的設計與特性研究.pdf

1、柔索機器人是為了適應高精度和大空間工作要求而出現(xiàn)的一種新型機構，采用柔性鋼索替代剛性桿件傳動機構，充分發(fā)揮柔索質(zhì)量輕、噪聲低、無需潤滑、易于維護的特點，在減輕機器人質(zhì)量的同時減少了誤差疊加，大大提高了執(zhí)行終端的運動精度。柔索的伸長和收縮的范圍大，可為執(zhí)行器提供更廣闊的工作空間。柔索獨特的物理特性，使柔索機器人同時兼具串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人的工作特點，受到國內(nèi)外研究人員的矚目，并逐漸應用于各種工業(yè)領域。本文在總結國內(nèi)外研究成果的基礎上，對

2、多自由度并聯(lián)加工機器人深入探索，以獲得可供實際應用的系統(tǒng)參數(shù)，具有重要的理論和實際意義。
　　 設計出一種六自由度柔索驅(qū)動并聯(lián)機器人，采用七根柔索以力閉合方式驅(qū)動機器人動平臺運動，完成零部件設計與總體裝配；基于ANSYS有限元分析方法，建立了系統(tǒng)基座的有限元分析模型，進行結構靜力學分析，得到固定位置下基座的應力應變特性，確定機器人穩(wěn)定性結構參數(shù)；完成動力學模態(tài)分析，獲得系統(tǒng)前五階固有頻率，分析可知基座固有頻率位于30Hz到167

3、Hz之間，應避免工作時引入頻率在該區(qū)間內(nèi)的振動。
　　 以創(chuàng)新的思路將Newton法與Lagrange法相結合，建立了結構清晰、高效精準的系統(tǒng)動力學方程，引入數(shù)值算例，利用MATLAB編程對其求解，獲得了系統(tǒng)動力學逆解。研究結果表明，該方法可以簡化編程求解過程，有一定的理論意義和實用價值。
　　 基于柔索驅(qū)動并聯(lián)機器人的動力學模型對其控制系統(tǒng)進行設計，在Simulink環(huán)境中對控制系統(tǒng)進行建模，并通過仿真對控制方案進行驗