绳索牵引并联机器人的点到点轨迹规划与动力学控制

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1、夺因种每據来大爹ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅ打ｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉ打ａ硕±学位论文纖戀－Ｊ．？论文题目绳来車引并联柄系人的去到去说遗规走Ｉ与动々学控制张文佳作者姓名控制科学与工程．学科专业為伟伟到教投导师姓名完成时间二〇一六年五月Ｎ中盛种營软术丈＃硕：ｔ学位论文參—＿「Ｉ绳索牵引并联机器人的点到点轨迹规划与动力学控制作者姓名：张文佳学科专业：控制科学与工程导师姓名：尚伟伟副教授

2、完成时间—：二〇六年五月ｉｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａＡ，ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓ化ｒｓｄｅｇｒｅｅ磯Ｐｏ－－ｉｎｔｔｏＰｏｉｎｔＴｒａｅｃｔｏｒｙｊＰｌａｎｎｉｎａｎｄＤｎａｍｉｃＣｏｎｔｒｏｌｇｙｏｆ－ＣａｂｌｅｄｒｉｖｅｎＰａｒａｌｌｅｌＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓＡｕｔｈｏｒ：ＷｅｎｉａＺｈａｎｊｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＣｏｎｔｒｏｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｐｅｒ

3、ｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷｅｉｗｅｉＳｈａｎｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ２０１６，—－：二中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研巧工作所取巧的。成果除己特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研巧成果一。与我同工作的同志对本研巧所做的贡巧均己在论文中作了明确的说明。作者签名：論ＪｉＬ签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明？作为申巧学位的条件之一论文著作权拥有者授权中国科学技术大学

4、，学位拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阁，可レ义悔学位论文编入《中国学位论文全文巧据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也进守此规定。田４开□保密（年）＿＿作者签名：导师签名：＿．．签字日期签字日期：（若ｊ：｜搞要巧要为了克服传统并联机器人工作空间小和机械结构复杂的缺陷，利用绳索代一替连杆设

5、计种结构相对简单的新型巧索牵引并联机巧人，这种绳索牵引并巧机器人具有质量小、成本低、工作空间大等优点，但是将巧索用于并联机巧人，给并联机器人的研巧带来了新的拂战。由于绳索具有单向力持性，只能产生拉力，不能产生压力，对绳索牽引并联机巧人的分析变得更加复杂。所Ｗ本文针‘对绳索牵引并联机器人的动态轨迹规划、刚度性能巧动力学控制进行了研巧，具体研巧内容如下；（１）由于运动中巧要保持巧索拉力大于《，传统的机巧人轨迹规划方法不可Ｗ直接应用于绳索牵引并联机巧人。为此，本文根据２根绳索牵引的２自由一度并联机器人的动力学换型，推导绳

6、索拉力的单向力约束条件，并提出种新一Ｓ型－的动态点到点轨迹规划方法梯形组合规划方法，采用动态的轨迹规划。方法将脖态工作空间扩展为了动态工作空间，从而增大了机巧人的运动范围－ａｔ此外，在２２绳索牵引并联机器人平台上进行了Ｍｌ地仿真实验，验证了Ｓ型－梯形组合规划方法的可行性。（２）由于绳索牵引并联机器人的刚度偏小，分析绳索机构的刚度具有重要患义。较好的轨迹规划方法可Ｗ提商并联机器人的刚度性能，因此，本文研巧了６根绳索牵引的６自由度并联机器人的刚度性能，根据机器人的动力学棋型计算了刚度矩阵，并分别レッＳ型速度曲线、

7、Ｈ角函数、五次多项式的方法规划了点到点的直线运动轨迹和正弦运动轨迹，分析了Ｓ种轨迹规划方法的加速度恃性对绳索牵引并联机器人刚度性能的巧巧。（３）本文针对８根绳索牵引的６自由度并联机器人建立了工作空间和关节，空间的动力学模型，计算了绳索内为，并设计了ＰＤ控制律最后在实验平台上进行了动力学控制实验，证了巧索牵引并并给出了两组实验结果，有效地验８－联机器人的动力学控制方法。此外，本文设计并给出了６绳索牵引并联机器人的动力学控制软件，关键词Ｓ型－梯形组合规划方法刚度动：绳索牵引并摸机器人动态轨迹规划力学控制１

8、ＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏ巧ｈａｖｅｓｍａｌｌｗｏ