空间并联机器人动力学分析与驱动参数匹配

摘要

Delta并联机器人是先进制造领域的关键装备，但其杆件机构在高节拍运行下动力学问题较为突出，很大程度上影响了机器人系统运行稳定性和作业精度.针对研发的空间三自由度Delta并联机器人，建立其连杆机构有限元模型，并引入到多体动力学模型中，构建具有刚柔耦合结构的虚拟样机.将基于修正梯形加速度曲线规律的轨迹代入模型进行求解，获取机器人系统动态响应及末端残余振动.仿真分析发现，连杆机构弹性因素所引起动平台的振动沿动平台水平运行方向最为明显；在运行节拍距离和时间相同的情况下，动平台的运行方向会影响连杆弹性振动带来的位置误差.利用激光跟踪仪测量机器人在不同轨迹运行后的残余振动情况，通过比较验证运行方向选取的可行性和所建模型的正确性，以动平台到达目标点后的残余振动幅值最小为目标，对关节角速度、力矩和功率等驱动参数进行优化匹配，研究结果可为并联机器人末端振动抑制及精度正向设计提供理论依据.

关键词

并联机器人 / 刚柔耦合动力学 / 轨迹规划 / 残余振动 / 驱动参数匹配

基金资助

国家自然科学基金项目（51965025）; 云南省基础研究计划面上项目（202201AT070103）