【摘 要】
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柔索驱动并联机器人(Cable Driven Parallel Robot,CDPR)是一类特殊的并联机器人。其末端动平台通过柔索与固定平台连接,根据各支链柔索协调变化索长来实现其位置和姿态的改
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柔索驱动并联机器人(Cable Driven Parallel Robot,CDPR)是一类特殊的并联机器人。其末端动平台通过柔索与固定平台连接,根据各支链柔索协调变化索长来实现其位置和姿态的改变。与传统机器人相比,CDPR具有惯性小、响应快、高速性能好、工作空间大等一系列优点,从而受到研究者的广泛关注。本文以六自由度七索驱动并联机器人为研究对象,主要进行了系统动力学分析和轨迹运动控制的系统仿真与实验研究,旨在为CDPR的实际控制提供理论依据和技术支持,具有重要的理论和实际意义。具体研究内容和结论归纳如下: 针对六自由度七索驱动并联机器人系统,建立了包括操作空间和驱动空间在内的系统动力学模型;基于此动力学模型,采用计算力矩控制方法,设计了系统控制律,并通过SIMULINK仿真验证了控制方案的可行性。该模型为实现CDPR的轨迹跟踪的运动控制奠定了基础。 基于Galil控制平台提供的函数库和VC++的MFC模块,采用面向对象编程思想,以控制对象的运动学模型为核心,设计了专用的轨迹运动控制界面,通过此控制界面实现了七索驱动平台的开环控制,其将为系统闭环控制界面的开发提供技术支持。 完成了控制系统软硬件设计的实验验证。构建了“PC+运动控制卡”的开放式系统控制方案,搭建了索驱动机器人的实验平台;以二自由度欠约束并联机构为对象,设计了其轨迹的运动控制实验,分析了所设计控制系统方案和软件的可行性;基于六自由度七索驱动并联机器人的运动学模型,构建了七个支链的索驱动硬件控制系统,通过实验验证了该模型的合理性,并分析了实验存在误差的可能原因,研究结论将为系统的精确控制提供保障。
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