考虑关节摩擦的并联机器人平滑轨迹规划.pdfVIP

学兔兔 第50卷第 19期 机 械 工 程 学 报 v01．5O NO．19 2014 年 10 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Oct． 20l4 DoI：1O．3901／JM E．2014．19．009 考虑关节摩擦的并联机器人平滑轨迹规划木 刘 凉 陈超英 赵新华2 (1．天津大学机械工程学院 天津 300072： 2．天津理工大学机械工程学院 天津 300384) 摘要：针对一种空间3自由度并联机器人，提出一种近似时间最优的平滑轨迹规划算法。与基于动力学模型的传统轨迹规划 算法相比，所提出的算法模型综合考虑了所有运动关节的摩擦力矩，通过虚功原理建立了运动机构完整的动力学模型，并将 运动学和动力学约束条件转换为伪速度极值曲线，同时计算出伪加速度零值边界曲线，二者相结合能更准确地反映出规划轨 迹应遵循的约束条件。利用五次样条曲线分段构建相平面下伪状态、伪速度和伪加速度的平滑运动轨迹曲线，从而保证了驱 动力矩、关节速度和加速度的连续性。最后利用所提出的规划方法对一种并联机器人进行轨迹规划，并通过试验验证了该方 法的有效性，指出了并联机器人与串联机器人轨迹规划存在的差异，该算法可用于同类工业机器人的在线轨迹规划。 关键词：并联机器人；轨迹规划；时间最优；摩擦力矩 中图分类号：TP242 SmoothTrajectoryPlanningforParallelManipulatorwith JointFrictionTorque LIU Liang CHEN Chaoying ZHAO Xinhua (1．SchoolofMechanicalEngineering，TianjinUniversity,Tianjin300072； 2．SchoolofMechnaicalEngineering，TianjinUniversiytofTechnology,Tianjin300384) Abstract：Anewsmoothandneartime-optimaltrajectoryplanningapproachisproposedforapraallelmanipulatoralongaspecified path．Compraedwiht conventionalplanningalgorithmsbasedondynamics，htefullydynma icmodelofhterobotisconstructedby virtualworkprinciplewihtconsiderationoffrictiontorqueineveryrevolutejoint．Thekinematicnaddynma icconstraintsCna be conve~edtoapseudo-velocity limitationcurve，nadthenapseudo-accelerationboundarycBrveiscalculated，bothofwhichcan determinehteconsrtaintstobeobeyedbyhteplanningalgorithm．Thefive-orderpolynomialsplineisappliedtointersecthtemotion cllrvessmoothlyofrhtestate，velocity,nadaccelerationinphaseplnae，whichcarlguaranteehtecontinuityofhtetorque，joint velociytandacceleration．Theeffectivenessoftheplanningalgorithm isverifiedbyna experimentofrapraallelrobot．Th eresults sho