含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学建模与分析

TP242%TH113; 为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法.首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析.利用数理统计原理和符号函数建立含间隙的转动副与球面副运动学模型,进而计算杆件虚长度和各个运动副处的碰撞接触力.然后,将相关参数结合到弹性动力学模型中,建立含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学模型.最后,分析不同状态下支链弹性变形和运动副间隙各自产生误差的原因以及两者综合产生误差的原因.结果表明:改进后的动力学建模方法充分考虑了支链弹...

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Published in计算机集成制造系统 Vol. 30; no. 5; pp. 1810 - 1822
Main Authors 王林军, 徐博, 郑敏, 朱宗孝, 张东
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 兰州理工大学西部能源与环境研究中心,甘肃 兰州 730050%兰州理工大学机电工程学院,甘肃 兰州 730050%兰州理工大学西部能源与环境研究中心,甘肃 兰州 730050 31.05.2024
兰州理工大学机电工程学院,甘肃 兰州 730050
Subjects
运动副间隙
generalized collision force
广义碰撞力
elastic dynamics
弹性动力学
bar virtual length
parallel robot
并联机器人
joint clearance
杆件虚长度
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ISSN1006-5911
DOI10.13196/j.cims.2021.0746

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Summary:TP242%TH113; 为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法.首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析.利用数理统计原理和符号函数建立含间隙的转动副与球面副运动学模型,进而计算杆件虚长度和各个运动副处的碰撞接触力.然后,将相关参数结合到弹性动力学模型中,建立含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学模型.最后,分析不同状态下支链弹性变形和运动副间隙各自产生误差的原因以及两者综合产生误差的原因.结果表明:改进后的动力学建模方法充分考虑了支链弹性变形和运动副间隙的耦合性与瞬时性,较其他动力学建模方法更加精确.
ISSN:1006-5911
DOI:10.13196/j.cims.2021.0746