基于運(yùn)動(dòng)基與G-,F-集的機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型分析.pdf

1、機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型理論的研究具有十分重要的理論和實(shí)際意義，是目前國(guó)際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)和前沿。機(jī)器人機(jī)構(gòu)的構(gòu)型理論首先要建立在對(duì)其末端運(yùn)動(dòng)特征和末端運(yùn)動(dòng)約束特征的準(zhǔn)確描述上，而在這方面的研究還不完善。本文從機(jī)構(gòu)攜帶的運(yùn)動(dòng)信息出發(fā)，從一個(gè)新的角度研究了機(jī)器人的構(gòu)型問(wèn)題。 (1)從機(jī)器人機(jī)構(gòu)的末端輸出運(yùn)動(dòng)特征角度，概括了機(jī)器人機(jī)構(gòu)的4種基本運(yùn)動(dòng)形式，主要包括移動(dòng)基、轉(zhuǎn)動(dòng)基、左螺旋基和右螺旋基，它們是構(gòu)成機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端運(yùn)動(dòng)特征的

2、最小要素。在此基礎(chǔ)上，把機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端執(zhí)行器所具有的一些特定的運(yùn)動(dòng)特征定義為運(yùn)動(dòng)單元，提出包括移動(dòng)單元、轉(zhuǎn)動(dòng)單元、螺旋單元等在內(nèi)的18種運(yùn)動(dòng)單元，它們是構(gòu)成機(jī)器人機(jī)構(gòu)末端運(yùn)動(dòng)特征的最小功能單位。上述概念是本文研究工作的基本前提。 (2)基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本原理，給出運(yùn)動(dòng)單元的加法運(yùn)算，用于表示運(yùn)動(dòng)單元之間的合成。建立移動(dòng)單元與移動(dòng)單元、移動(dòng)單元與轉(zhuǎn)動(dòng)單元、轉(zhuǎn)動(dòng)單元與轉(zhuǎn)動(dòng)單元的加法運(yùn)算法則?；诩险摰乃枷?，給出運(yùn)動(dòng)單元的求交運(yùn)算，表

3、示運(yùn)動(dòng)單元之間公共要素的求解。建立移動(dòng)單元與移動(dòng)單元、轉(zhuǎn)動(dòng)單元與轉(zhuǎn)動(dòng)單元的求交運(yùn)算法則。運(yùn)動(dòng)單元的加法和運(yùn)動(dòng)單元的求交兩種運(yùn)算法則的建立是本文研究工作的重要理論基礎(chǔ)。 (3)提出G<,F>集的概念，用于表示機(jī)器人末端執(zhí)行器所具有的運(yùn)動(dòng)特征，從G<,F>集的角度研究機(jī)器人機(jī)構(gòu)的分類(lèi)問(wèn)題。建立運(yùn)動(dòng)單元和運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，給出設(shè)計(jì)機(jī)器人支鏈和求解已知支鏈的末端運(yùn)動(dòng)特征和G<,F>集表達(dá)式的方法。 (4)提出基于運(yùn)動(dòng)基和G