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高速柔索牵引摄像机器人动力工作空间研究
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:工程力学
  • 时间:2013.11.25
  • 页码:245-250
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]西安工业大学机电工程学院,西安710021, [2]西安电子科技大学机电工程学院,西安710071
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51175397)
  • 相关项目:高速柔索牵引摄像机器人机动性与稳定性研究
中文摘要:

该文研究了高速大跨度冗余驱动绳牵引并联机器人的动力学建模和张力优化分布。首先,建立了基于有限元思想的绳索动力学模型;其次,推导了包含绳索动力学影响的绳牵引并联机器人的动力学方程;继而,以绳索张力方差最小为目标,得到了适用于冗余驱动绳牵引并联机器人的张力优化分布模型;进而,在优化模型的基础上,提出了一种以直线模型的索长和张力为迭代初始值,以绳索垂度不发生改变为终止条件的绳索张力迭代优化算法,实现了绳索张力的优化求解;最后,通过算例仿真说明了考虑绳索质量和惯性力影响的必要性,并且验证了算法的收敛性、有效性和合理性,为绳牵引并联机器人的力控制奠定了理论基础。

英文摘要:

We focus on the dynamic modeling and cable tension optimal distribution for high-speed long-span cable-driven parallel robots with redundant actuations. Firstly, the dynamic model of the cable is established with the aid of the ideas of the finite-element method; secondly, the dynamic equation of the robots considering the cable dynamic is derived; then, a tension distribution optimal model suited for the robots is gained taking the minimum variance of the tensions as the objective function; furthermore, an iterative algorithm is proposed to determine the tensions optimally, which takes the cable tensions and lengths, obtained by a straight line model, as the iterative initial values as well as the unchanged sags of cables as the terminating condition. Consequently, the optimal tensions are determined. Finally, the necessity of considering cable mass and inertia effects is shown through a simulation example, and the convergence, effectiveness and rationality of the algorithm are verified, laying a theoretical foundation for force control to cable-driven parallel robots.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京清华大学新水利馆114号
  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789