PRPAS/2-PUPR型并联机械腿性能指标分析及结构参数优化
Performance Index Analysis and Structural Parameter Optimization of PRPAS/2-PUPR Parallel Mechanical Leg
- 机械传动 2020年44卷第3期 页码：84-90
- 作者机构：
1.上海工程技术大学 机械与汽车工程学院， 上海 201620
2.中船第九设计研究院工程有限公司， 上海 200063
- 作者简介：
刘勇（1995— ），男，山东临沂人，硕士研究生，主要研究方向为步行机器人、并联机器人。
许勇（1973— ），男，江苏南通人，博士，副教授，主要研究方向为机器人机构学。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.03.014
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刘勇,许勇,陈佳丽等.PRPAS/2-PUPR型并联机械腿性能指标分析及结构参数优化[J].机械传动,2020,44(03):84-90.
Liu Yong,Xu Yong,Chen Jiali,et al.Performance Index Analysis and Structural Parameter Optimization of PRPAS/2-PUPR Parallel Mechanical Leg[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(03):84-90.
刘勇,许勇,陈佳丽等.PRPAS/2-PUPR型并联机械腿性能指标分析及结构参数优化[J].机械传动,2020,44(03):84-90. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.03.014.
Liu Yong,Xu Yong,Chen Jiali,et al.Performance Index Analysis and Structural Parameter Optimization of PRPAS/2-PUPR Parallel Mechanical Leg[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(03):84-90. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.03.014.
摘要
为研究并联机械腿运动性能指标和结构参数之间的关系，以PRP,A,S/2-PUPR并联机构为研究对象。根据步行机器人的工作任务确定机械腿的自由度，通过求解位置正逆解证明机械腿具有部分解耦性能，并通过蒙特卡洛法搜索出机械腿的工作空间。基于1阶影响系数矩阵和2阶影响系数矩阵得出机械腿的速度全域性能指标和加速度全域性能指标，并将结构参数数值化，得出较优的结构参数范围。最后，通过细化后的结构参数的性能指标，得出最优的机械腿结构参数。结果表明，性能指标可以对机械腿的结构参数进行精确优化。
Abstract
In order to study the relationship between the performance index and structural parameters of parallel mechanical legs，the PRP,A,S/2-PUPR parallel mechanism is studied. According to the working task of the walking robot，the degree of freedom of the mechanical leg is determined. The positive and negative solutions of the position are used to prove that the mechanical leg has partial decoupling performance; the working space of the mechanical leg is searched by Monte Carlo method. Based on the first-order influence coefficient matrix and the second-order influence coefficient matrix，the speed global performance index and the acceleration global performance index of the mechanical leg are obtained，and the structural parameters are numerically determined to obtain a better range of structural parameters. Finally，the optimized mechanical leg structure parameters are obtained through the refined performance parameters of the structural parameters. The results show that the performance index can accurately optimize the structural parameters of the mechanical leg.
关键词
并联机械腿 位置分析 蒙特卡洛法 性能指标 参数优化
Keywords
Parallel mechanical legPosition analysisMonte Carlo methodPerformance indexParameter optimization
references
刘海涛，黄田，CHETWYND D G，等.5自由度大工作空间/支链行程比混联机械手的概念设计与尺度综合[J].机械工程学报，2007（6）:14-20.
LIU Haitao，HANG Tian，CHETWYND D G，et al.Conceptual design and scale synthesis of 5 DOF large workspace/branched chain stroke ratio hybrid manipulator[J].Journal of Mechanical Engineering，2007（6）:14-20.
刘文彩，许勇，陈佳丽，等.基于6-SPU并联机构的飞机壁板铆接机器人逆运动学分析[J].机械设计与研究，2018，34（2）:76-80.
LIU Wencai，XU Yong，CHEN Jiali，et al.Inverse kinematics analysis of aircraft panel riveting robot based on 6-SPU parallel mechanism[J].Mechanical Design and Research，2018，34（2）:76-80.
苗志怀，姚燕安，孔宪文.基于2-UPU+2-UU并联机构的两足步行机器人[J].机械工程学报，2014，50（5）:208-209.
MIAO Zhihuai，YAO Yan'an，KONG Xianwen.Biped walking robot based on 2-UPU+2-UU parallel mechanism[J].Journal of Mechanical Engineering，2014，50（5）:208-209.
YAGINUMA T，TAKESIMA T，SHIMIZU E，et al.Quadruped walking with parallel link legs[J].Artificial Life and Robotics，2010，15（4）:555-559.
马广英，陈原，姚云龙，等.一种水陆两栖机器人的两移两转串并混联腿机构[J].哈尔滨工程大学学报，2018，39（1）:135-142.
MA Guangying，CHEN Yuan，YAO Yunlong，et al.An amphibious robot with a two-shift，two-turn tandem hybrid leg mechanism[J].Journal of Harbin Engineering University，2018，39（1）:135-142.
SUGAHARA Y，CARBONE G，HASHIMOTO K.Experimental stiffness measurement of WL-16RII biped walking vehicle during walking operation[J].Journal of Robotics and Mechatronics，2007，19（3）:272-280.
HASHIMOTO K，SAWATO T，HAYASHI A.Static and dynamic disturbance compensation control for a biped walking vehicle[C]//Proceedings of 2nd IEEE RAS&EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics.New York：IEEE，2008:457-462.
FUJII F.Kansai's largest 2-foot walking robot for hazardous locations[J].Robot Laboratory，2005（19）:7-9.
HE J，GAO F.Type synthesis for bionic quadruped walking robots[J].Journal of Bionic Engineering，2015，12（4）:527-538.
PAN Y，GAO F.Position model computational complexity of walking robot with different parallel leg mechanism topology patterns[J].Mechanism and Machine Theory，2017，107:324-337.
荣誉，金振林，曲梦可.六足步行机器人的并联机械腿设计[J].光学精密工程，2012，20（7）:1532-1541.
RONG Yu，JIN Zhenlin，QU Mengke.Design of parallel mechanical legs of hexapod walking robot[J].Optical Precision Engineering，2012，20（7）:1532-1541.
王洪波，徐桂玲，张典范，等.助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人运动学建模与仿真[J].燕山大学学报，2010，34（6）:508-515.
WANG Hongbo，XU Guiling，ZHANG Dianfan，et al.Kinematic modeling and simulation of a quadruped/biped reconfigurable parallel leg walking robot for the elderly and disabled[J].Journal of Yanshan University，2010，34（6）:508-515.
岳龙旺，王树新，曹毅，等.显微外科手术机器人协同工作空间分析[J].中国机械工程，2005（20）:1851-1855.
YUE Longwang，WANG Shuxin，CAO Yi，et al.Microsurgical robot collaborative workspace analysis[J].China Mechanical Engineering，2005（20）:1851-1855.
黄真，赵永生，赵铁石.高等空间机构学[M].北京:高等教育出版社，2014:95-100,182-191.
HANG Zhen，ZHAO Yongsheng，ZHAO Tieshi.Higher space institution[M].Beijing:Higher Education Press，2014:95-100,182-191.
郭希娟.机构性能指标理论与仿真[M].北京:科学出版社，2010: 59-60，75-76.
GUO Xijuan.Mechanism performance index theory and simulation [M].Beijing:Science Press，2010:59-60,75-76.
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