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空间可重组少自由度并联微动机器人性能研究

时间:2017年04月01日      来源:      责任编辑:admin

空间可重组少自由度并联微动机器人性能研究

成果基本信息
关键词:并联机器人;可重组
成果类别:应用技术技术成熟度:中期阶段
体现形式(基础理论类):体现形式(应用技术类):新技术
成果登记号:20131201资源采集日期:2013-11-10
研究情况
单位名称:北华航天工业学院技术水平:国内领先
评价证书号:冀教鉴字[2013]第066号评价单位:河北省教育厅
评价日期:2013.05.21评价证书号:冀教鉴字[2013]第066号
转化情况
转让范围:不转让推广形式:
已转让企业数(个):0






成果简介

   空间少自由度并联微动机器人由于各分支对动平台提供约束,从而给机器人的运动性能与六自由度并联机器人相比有很多不同,本项目主要针对空间可重组少自由度并联微动机器人的性能进行综合研究,该研究尚处于初级阶段,未见相关方面的研究报道,属于前沿性应用性研究课题,通过本课题的研究可以为空间可重组少自由度并联微动机器人的应用以及选型奠定基础。

  本课题针对空间少自由度并联微动机器人为研究对象,系统研究了该种机器人的组成原理和性能指标,应用数值计算方法建立了空间可重组少自由度并联微动运动学模型,并计算了该种机器人的雅可比矩阵。

  主要工作可分为以下几部分内容:

首先,通过研究机构的合成原理,对于空间可重构的少自由度并联微动机器人进行了研究,合成出一些具有这些特征的少自由度并联微动机器人。

其次,以螺旋理论为基础,分析了在空间少自由度并联微动机器人各分支对于机器人的动平台的约束关系,得到动平台的真实运动能力的表达形式,分析了这种机器人的输入和输出之间的关系。

再次,利用运动学分析方法得到空间少自由度并联微动机器人的雅可比矩阵,根据雅可比矩阵,得到空间微动可重组少自由度并联机器人的速度性能指标,加速度性能指标,刚度性能评价指标以及运动各向同性等运动性能,对于空间可重组少自由度并联机器人的机构进行了优化,这些都为少自由度并联微动机器人的控制以及应用奠定了理论基础。

最后,利用有限元的方法对于空间可重组的少自由度并联微动机器人的性能进行了仿真,验证了前面对于机器人的性能推导的公式,从仿真的角度得到空间可重组并联微动机器人在运动过程中各运动副以及动平台在运动过程中的受力情最后,在此基础上,综合得到各种不可补偿误差对动平台输出矩阵的影响系数,完成少自由度并联机器人的不可补偿误差建模,得到少自由度并联机器人的真实运动规律。

  在此基础上,综合满足各种需要的空间可重组并联微动机器人以及这些机器人的真实运动规律,机构特性以及动平台的运动能力,这些为空间可重组机器人的应用提供了理论保证。


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