并联机器人构型保持性与运动可控性研究

运动奇异性是并联机构的固有特性，处于奇异位置的动平台，其运动输出具有不确定性，动平台将失去控制。如何控制动平台以给定的构型通过奇异位置，是并联机器人运动控制所需要解决的关键技术问题。为此，本课题采用分岔理论、普适开折理论、微分流理论，通过构造芽空间的开折扰动函数，将相交的构型分支曲线在奇异位置处有限分离，不再重合，从而使并联机构能以保持的构型通过奇异位置。主要研究内容为：并联机构以保持的构型通过奇异位置的驱动器扰动输入控制函数的构造方法；分析运动副间隙、驱动器控制精度、驱动器输出参数等对构型稳定性的影响，建立并联机构运动可控性的鲁棒控制模型；研究使奇异位置处保持的构型具有较高载荷能力的措施。该研究不仅能够解决PTP（点对点）控制的并联机器人的运动可控性问题，而且特别适合于解决像并联虚拟机床这样既对轨迹与姿态控制有严格要求，又对载荷能力有较高要求的并联机器人的运动可控性问题。