【摘 要】
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该文从光纤对接作业的应用角度出发,对精密并联机器人系统的关键问题进行了深入分析,摸索出了一套设计方法,得出了一些结论,为小型化、精密型并联机构的设计提供了一些借鉴.
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该文从光纤对接作业的应用角度出发,对精密并联机器人系统的关键问题进行了深入分析,摸索出了一套设计方法,得出了一些结论,为小型化、精密型并联机构的设计提供了一些借鉴.在精密并联机构本体设计方面,开发出了一种新型并联构型——平行导路式6-HTRT并联机器人.在机构运动学研究方面,通过矢量构造的方式计算出了速度雅克比矩阵,简化了计算量;给出了机构位置逆解的计算过程及约束条件;利用Newton-Raphson法计算出了机构位置的正解,该算法比优化法计算时间短,而且利于实际编程;给出了机构输入、输出端速度、力(力矩)、误差的映射关系,这些研究是机构理论分析的基础.在机构性能分析方面,根据相关定义、逆解及仿真分析得出:机构各个结构尺寸对工作空间大小、机构灵巧度、条件系数、最大奇异值的影响关系.这些结论可以为以后这种构型机构的设计提供一些设计准则.在误差补偿算法上,通过微分构造的方式计算出误差雅克比矩阵,简化了误差雅克比矩阵的计算量.另外,该方法还可以根据实际情况,有选择地对机构结构尺寸进行标定.实验结果表明该算法简单,补偿效果好,通过3~4次迭代就可以达到精度要求.在控制策略上,首次在并联机构控制系统中引用DSP技术,解决了并联机构逆解实时计算的问题,为机构的在线控制提供了前提保证.在控制算法研究上,通过一些辅助条件,使用在工程控制领域比较成熟化的PID控制算法,对精密并联机器人进行了高精度运动控制,实验结果证明这套控制策略完全可以满足光纤对接作业的技术要求.最后,文中介绍了精密并联机器人在光纤对接系统中的实际应用情况.
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