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题名基于运动/力传递性能的索并联机器人尺度综合研究
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作者
王耀军
金翔
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机构
浙江机电职业技术大学自动化学院
浙江理工大学机械工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第11期2029-2040,2118,共13页
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基金
国家留学基金资助项目(201708330573)
浙江机电职业技术大学科教融合重大研发孵化课题(A-0271-22-102)。
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文摘
索并联机器人使用柔性绳替代传统并联机器人的刚性连杆,以控制末端动平台,在搬运、医疗康复等领域得到了广泛应用。为了解决索并联机器人设计过程中存在的尺度综合问题,对索并联机器人的性能评估指标进行了研究。首先,根据螺旋理论确定了索并联机器人驱动输入与运动输出的运动/力传递关系,并提出了局部运动/力传递性能指标,评估了其在指定工作空间下的全局运动/力传递性能;然后,借助空间模型法,得到了索并联机器人在参数设计空间的性能图谱,并基于参数设计空间的性能图谱,对索并联机器人进行了尺度综合,以得到优化后的尺寸参数;最后,采用了平面3自由度索并联机构的试验样机,对运动学可达工作空间进行了试验验证,试验了得到了优化尺寸参数下的运动可达工作空间。研究结果表明:利用尺度综合方法优化后的机构允许姿态角达到|θ|≤60°的工作空间,占总工作空间的95.1%,可达工作空间提高了29.4%;优化后机构姿态角达到|θ|≤80°的工作空间,占总工作空间的67.3%,可达工作空间提高了81.3%;优化后允许机构姿态角达到|θ|=80°的工作空间,占总工作空间的14.5%,可达工作空间提高了172%。因此,对运动/力传递性能尺寸参数进行优化,可避免索并联机器人工作空间内的奇异位形,满足绳索单向力传递的特性要求,可在索并联机器人设计中作为尺度综合的依据。
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关键词
并联机构
索并联机器人
性能评估指标
尺度综合问题
运动/力传递性能指标
运动学可达工作空间
允许机构姿态角
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Keywords
parallel mechanism
cable-driven parallel robots
performance evaluation index
dimensional synthesis problem
motion/force transmission performance index
kinematically accessible workspace
permissible mechanism attitude angle
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分类号
TH112
[机械工程—机械设计及理论]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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