基于螺旋理论的高速并联机器人动力学分析
Dynamics Analysis of High-speed Parallel Robot based on Screw Theory
- 机械传动 2021年45卷第5期 页码：101-106
- 作者机构：
1.中北大学 机械工程学院， 山西 太原 030051
2.太原工业学院 机械工程系， 山西 太原 030008
3.大秦铁路股份有限公司 太原车辆段， 山西 太原 030045
- 作者简介：
吴璞（1987— ），女，河北石家庄人，博士研究生，讲师，主要从事智能制造、并联机构研究。
- 基金信息：山西省国际合作重点研发项目(201903D421015┫太原工业学院院级重点科学基金┣2020LG01)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.015
中图分类号：
扫 描 看 全 文
吴璞,王宗彦,何晓等.基于螺旋理论的高速并联机器人动力学分析[J].机械传动,2021,45(05):101-106.
Wu Pu,Wang Zongyan,He Xiao,et al.Dynamics Analysis of High-speed Parallel Robot based on Screw Theory[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):101-106.
吴璞,王宗彦,何晓等.基于螺旋理论的高速并联机器人动力学分析[J].机械传动,2021,45(05):101-106. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.015.
Wu Pu,Wang Zongyan,He Xiao,et al.Dynamics Analysis of High-speed Parallel Robot based on Screw Theory[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(05):101-106. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.05.015.
摘要
为提高机器人在高速运动过程中的精度和稳定性，研究了4-DOF的Delta高速并联机器人动力学方程的建模方法。采用几何法求解机器人逆运动学方程，结合旋量理论的Kane方法建立了机器人的动力学方程。采用Matlab编程对运动学和动力学模型进行求解，绘制了各个驱动臂的位移、速度、加速度以及力矩曲线。在Simscape中建立Delta机器人的动力学控制系统，以力矩为输入，得到驱动臂位移曲线。对比计算和仿真结果，验证了动力学方程的正确性。
Abstract
In order to improve the accuracy and stability of the robot in the process of high-speed motion， the method of modeling the dynamic equation of the 4-DOF Delta high-speed parallel robot is studied. The geometrical method is used to solve the inverse kinematics equation of the robot， and the Kane method of screw theory is combined to establish the dynamic equation of the robot. Matlab programming is used to solve the kinematics and dynamics models， and the displacement， velocity， acceleration and torque curves of the driving arm are drawn. The dynamics control system of the Delta robot is established in Simscape， and the displacement curve of the driving arm is obtained with torque as input. Comparing the calculation and simulation results， the correctness of the dynamic equation is verified.
关键词
Delta机器人旋量理论凯恩方程Simscape仿真
Keywords
Delta robotScrew theoryKane equationSimscape simulation
references
张英坤.Delta并联机器人的研究进展［J］.机床与液压，2016，44（21）：16-20.
ZHANG Yingkun.Research progress of Delta parallel robot［J］.Machine Tool and Hydraulics，2016，44（21）：16-20.
PARK S B，KIM H S，SONG C Y，et al.Dynamics modeling of a Delta-type parallel robot （ISR 2013）［C］//Proceedings of the 2013 44th International Symposium on Robotics（ISR），October 24-26，2013，Seoul，Korea （South）.New York：IEEE，2013：1-5.
DERBY S，CONNOLLY C.ABB high-speed picking robots establish themselves in food packaging［J］.Industrial Robot：An International Journal，2007，34（4）：281-284.
CHU M，CHEN G，HUANG F J，et al.Active disturbance rejection control for trajectory tracking of manipulator joint with flexibility and friction［J］.Applied Mechanics and Materials，2013，2418：1229-1232.
MATARAZZO ORSINO R M，HESS COEIHO T A，PESCE C.Analytical mechanics approaches in the dynamic modelling of Delta mechanism［J］.Roboyica，2014，33（4）：1-21.
姜园，赵新华，杨玉维，等.基于牛顿-欧拉递推法的3-RRRT并联机器人动力学建模及仿真［J］.高技术通讯，2016，26（Z1）：780-785.
JIANG Yuan，ZHAO Xinhua，YANG Yuwei，et al.Dynamic modeling and simulation of 3-RRRT parallel robot based on newton-euler recursion method［J］.High Technology Communications，2016，26（Z1）：780-785.
WU Y，YANG Z，FU C，et al.Kinematics and dynamics analysis of a novel five degrees of freedom hybrid robot［J］.International Journal of Advanced Robotic Systems，2017，14（3）：12-21.
贾凯凯，梅江平，刘松涛，等.4自由度并联机构刚体动力学模型［J］.机械工程学报，2016，52（13）：10-16.
JIA kaikai，MEI Jiangping，LIU Songtao，et al.Rigid body dynamics model of 4-DOF parallel mechanism［J］.Chinese Journal of Mechanical Engineering，2016，52（13）：10-16.
宋轶民，金雪莹，梁栋，等.两类平面并联机构凯恩动力学建模与比较研究［J］.天津大学学报（自然科学与工程技术版），2019，52（2）：173-182.
SONG Yimin，JIN Xueying，LIANG Dong，et al.Kane-formulation-based dynamic modeling and comparative stusy on dynamic performance of two kinds of parallel robots［J］.Journal of tianjin university （Natural Science and Engineering Technology Edition），2019，52（2）：173-182.
薄瑞峰，鲁岩，李瑞琴.基于凯恩法的大摆角混联机床并联机构的动力学分析［J］.制造技术与机床，2019（7）：67-71.
BO Ruifeng，LU Yan，LI Ruiqin.Dynamics analysis of parallel mechanism of large swing angle mixed machine tool based on kane method［J］.Manufacturing Technology and Machine Tools，2019（7）：67-71.
齐翔.大射电望远镜精调平台运动学分析及铰链误差研究［D］.西安：西安电子科技大学，2014：11-24.
QI Xiang.Kinematics analysis and hinge error research of precision adjustment platform of large radio telescope［D］.Xi'an：Xidian University，2014：11-24.
GALLARDO J，RICO A M，FRISOLI A，et al.Dynamics of parallel manipulators by means of screw theor［J］.Mechanism and Machine Theory，2003，38（11）：1113-1131.
罗玉坤.基于旋量理论的Delta并联机器人机械臂动力学分析与仿真［D］.长沙：中南林业科技大学，2017：35-40.
LUO Yukun.Dynamics analysis and simulation of manipulator of Delta parallel robot based on spinor theory［D］.Changsha：Central South University of Forestry and Technology，2017：35-40.
熊有伦，李文龙，陈文斌，等.机器人学：建模、控制与视觉［M］.武汉：华中科技大学出版社，2018：63-180.
XIONG Youlun，LI Wenlong，CHEN Wenbin，et al.Robotics：modeling，control and vision［M］.Wuhan：Huazhong University of Science and Technology Press，2018：63-180.
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，2014：293-316.
HUANG Zhen，ZHAO Yongsheng，ZHAO Tieshi.Institutions of higher spatial learning［M］.Beijing：Higher Education Press，2014：293-316.
0
浏览量
3
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies