6自由度含弹簧被动支链的绳牵引并联机构工作空间分析

为分析含弹簧被动支链的绳牵引并联机构工作空间特性,建立机构静力学模型,提出一种能直观反映绳牵引并联机构姿态空间大小的评价指标,以含2根弹簧支链的6索6自由度绳牵引并联机构为例,分析弹簧支链参数对机构工作空间性能和工作空间形状的影响。针对引入弹簧支链后出现的工作空间形状缺陷,建立缺陷部分混合位置因子-范围因子罚函数模型,并通过理想点法与遗传算法结合的方法实现了机构工作空间性能多目标优化。结果表明:通过罚函数法在优化中有效消除了可能出现的机构工作空间形状缺陷;含弹簧支链的绳牵引并联机构优化中选择适当弹簧参数,可以显著提高工作空间体积与动平台转动范围。

平面1R2T三自由度绳牵引并联机器人张力优化

针对绳牵引并联机器人张力不连续性问题,建立一种以相关力最小p范数作为优化目标的优化模型,基于多项式极值的数值算法优化绳索张力。采用牛顿-欧拉法推导末端执行器的动力学方程,在此基础上,考虑绳索张力的上下限建立张力优化模型,根据凸优化理论求解绳索张力多项式极值,将任意两个相邻位姿点之间的绳索张力对时间变化率的差值作为评价绳索张力连续性的指标,并给出其判定条件。仿真结果表明,采用相关力最小p范数作为优化目标的绳索张力满足连续性要求,为绳牵引并联机器人系统力的控制提供理论依据。