電液混合驅(qū)動柔索并聯(lián)運動平臺運動分析及監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、本文依托國家自然科學(xué)基金“大型重載起重吊裝空間協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備機構(gòu)的動態(tài)性能分析與協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究（51275515）”項目，針對一種電液混合驅(qū)動柔索并聯(lián)運動平臺（EH-CPMP），對其三維建模、機構(gòu)運動學(xué)研究、虛擬樣機仿真分析、運動控制系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)以及實驗開展等問題展開研究，本文完成的主要工作歸納如下：
　?。?）對 EH-CPMP平臺進(jìn)行三維建模，相比傳統(tǒng)的柔索并聯(lián)機器人，該平臺具有電液驅(qū)動混合式、可重構(gòu)模塊化、塔架

2、高度可調(diào)節(jié)的特點，其運動相對較復(fù)雜，本文主要考慮六根柔索的運動形式，進(jìn)而將其簡化為六電機協(xié)同工作的并聯(lián)機構(gòu)模型，并對其開展運動學(xué)研究，包括運動學(xué)正解和逆解，分別建立其運動學(xué)正逆解的求解方法，并且利用MATLAB編程求解其運動學(xué)正逆解。在運動學(xué)正解求解上，采用基于數(shù)值的位姿正解求解算法，并在六個自由度上與期望軌跡進(jìn)行對比，驗證了利用基于數(shù)值的位姿正解求解算法來求解EH-CPMP平臺運動學(xué)正解的可行性。
　　（2）對簡化的六電機協(xié)同工

3、作的并聯(lián)機構(gòu)模型進(jìn)行虛擬樣機仿真分析，在ADAMS中建立動力學(xué)模型，建模前對柔索模型進(jìn)行合理的假設(shè)，然后對動力學(xué)模型的直線軌跡和圓弧軌跡進(jìn)行求解，從仿真結(jié)果可以看出由于柔索自身存在柔彈性及自重等原因，導(dǎo)致末端執(zhí)行器的運動軌跡與期望軌跡存在一定成都的偏差。
　?。?）對 EH-CPMP平臺的運動控制軟硬件分別進(jìn)行設(shè)計，所設(shè)計的運動控制硬件系統(tǒng)主要包括伺服電機及其驅(qū)動器、運動控制器、工控機和配對電源；所設(shè)計的運動控制軟件系統(tǒng)主要是通過

4、 LABVIEW編寫上位機軟件來控制運動控制器，并通過運動控制器進(jìn)一步控制六柔索電機協(xié)同工作使末端執(zhí)行器走相應(yīng)的運動軌跡。實驗研究表明：本文設(shè)計的運動控制系統(tǒng)基本滿足運動控制要求，運動控制上存在一定的誤差。
　　（4）對 EH-CPMP平臺安全監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件分別進(jìn)行設(shè)計，硬件結(jié)構(gòu)方面主要包括傳感器選型，監(jiān)測電路板的制作；軟件結(jié)構(gòu)方面介紹了安全監(jiān)測系統(tǒng)的上位機設(shè)計，包括三大功能模塊：紅外避障模塊、慣性傳感模塊以及實時位置模塊，重點