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一种新型柔索驱动并联机器人的动力学研究

张波;赵明扬;隋春平

  并联机构具有高刚度、低重量、高负载能力、无误差积累等特点,因此,目前并联结构机器人正越来越多地被研究和应用。其主要缺点是灵巧空间较小。柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件,它结合了并联结构和柔索驱动的优点,既具有并联结构高刚度、高精度、高负载能力的优点,又具有柔索机构低重量的优点:同时,由于没有铰链副转角的限制,加大了工作空间。文章提出了一种新型带有约束机构的并联柔索驱动机器人,采用三根柔索驱动,一根柔索保持驱动柔索的张紧。由于约束机构的引入,机器人可实现在空间的两维转动和一维移动、或空间任意点的定位。文章介绍柔索驱动并联机器人的机构型,给出了位姿正、逆解,建立了静力平衡方程和运动学方程,进行了动力学分析,讨论了轨迹规划的算法并给出仿真实例。仿真结果表明该机器人具有运动灵活、负载能力高的特点,可在磨削、抛光等表面处理工作中得到广泛应用。……