新型钢带并联机器人振动与失稳机理及其运动控制技术研究

提出一种新型的钢带并联机器人机构构型，建立钢带并联机器人的三维仿真模型。对横截面弯曲程度不同的钢带及其构成的钢带并联机器人进行有限元分析，计算钢带并联机器人钢带上的动应力分布和各部件连接处的载荷变化。建立钢带并联机器人的实验样机模型，对钢带并联机器人进行多阶模态分析，研究在不同工况下，钢带材料、厚度、结构和机器人的机构构型对钢带并联机器人在运动中发生振动、噪声及失稳变形的影响规律。将实验模态分析与仿真模态分析相比较，优化钢带并联机器人整体及零部件结构，解决该机器人力学失稳和振动问题。通过仿真和实验相结合的手段，研究钢带并联机器人的运动学和动力学特性，提出一种不完全依赖动力学模型的运动控制策略，提高钢带并联机器人轨迹跟踪控制的鲁棒性。对钢带并联机器人进行运动精度标定，分析运动误差来源，并进行软件补偿。本课题的研究成果拓宽了并联机器人的应用领域，为开发新型结构的钢带并联机器人提供理论依据。