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绳驱动柔性机器人运动学建模及主从控制研究

作者：朱靖,齐飞,佘世刚,等. 日期：2023-04-20/span> 浏览：1646 查看PDF文档

绳驱动柔性机器人运动学建模

及主从控制研究*

朱靖,齐飞*,佘世刚,张恒,裴海珊

(常州大学机械与轨道交通学院,江苏常州 213016)

摘要:针对目前组装式绳驱动柔性机器人存在的装配复杂、控制精度差与刚度低等问题,提出了一种用于狭小空间探测的超冗余绳驱动柔性机器人。首先,设计了一种通过卯榫连接的绳驱动柔性机械臂,基于常曲率假设,利用MATLAB软件建立了该机器臂的运动学模型,并对其工作空间与绳长变化量进行了仿真分析;然后,分别设计了基于上位机软件界面和增量映射模型的主从控制方法;最后,搭建了单关节的柔性检测机器人系统样机平台,并通过旋转弯曲与负载弯曲试验,对所建模型和控制策略进行了验证。研究结果表明:新构型柔性机器臂可以解决柔性机器人刚度较低的问题,其运动特性明显优于芯柱型柔性机器人,其负载能力达到250g时,末端位置的控制误差小于8%,满足柔性机器人的控制需求。

关键词:连续体机器人;机器人刚度;常曲率建模;控制策略;旋转/负载弯曲试验;控制精度与刚度

中图分类号:TH122;TP242文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)02-0266-09

本文引用格式:

朱靖,齐飞,佘世刚,等.绳驱动柔性机器人运动学建模及主从控制研究［J］.机电工程,2023,40(2):266-274.

ZHU Jing, QI Fei, SHE Shi-gang, et al. Kinematics modeling and master-slave control for rope driven flexible robot［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(2):266-274.