一种3-PRS串并联机构等效质量的确定方法技术

本发明专利技术公开了一种3‑PRS串并联机构等效质量的确定方法，其核心为设定伺服电机工作在转矩模式下，将已知的伺服电机转矩换算为滚珠丝杠的轴向力及立柱上滑块的作用力，采用几何法求解得到整个3‑PRS串并联机构的系统广义力；随后分别在静平台和动平台上建立固定坐标系和局部坐标系，计算系统各个构件的动能、势能从而建立整个机构的拉格朗日方程；通过机构的测距光栅尺计算出方程中广义速度、加速度等若干参数，进而求出3‑PRS串并联机构的等效质量。本发明专利技术对机器人结构设计和优化、路径规划和控制系统优化提供了技术指导。

A method of determining 3 PRS on the equivalent mass of parallel mechanism

The invention discloses a method for determining 3 PRS on the equivalent mass of the parallel mechanism, the core is to set the torque control mode of servo motor, the servo motor torque conversion force known as the axial force of ball screw and the column on the slide, using the geometric method for solving the 3 PRS system on Generalized force parallel mechanism; then in the static platform and moving platform to establish a fixed coordinate system and local coordinate system, calculation of the various components of the kinetic energy and potential energy in order to establish the mechanism of Lagrange equation; calculated by the grating ranging mechanism of generalized velocity and acceleration equations of some parameters, and then calculated the 3 PRS series equivalent the quality of the parallel mechanism. The invention provides technical guidance for robot structure design and optimization, path planning and control system optimization.

【技术实现步骤摘要】
一种3-PRS串并联机构等效质量的确定方法
本专利技术涉及一种3-PRS串并联机构等效质量的确定方法，属于机器人动力学领域。
技术介绍
并联机器人作为一类机器人，具有精度高、刚度大、速度快和承载能力强等优点。六自由度Stewart型并联机器人已经得到相当充分的研究，已在工程中广泛应用。少自由度并联机器人如图1所示的3-PRS（3—自由度数目，P—移动副，R—转动副，S—球面副）串并联机构具有结构简单、控制容易、成本相对较低等并能满足特殊场合的要求，因此具有广阔的应用前景。等效质量是并联机器人动态性能的一个重要指标，是研究串并联机器人动力学特性的基础和主要手段。串并联机构的分支间相互耦合，每个分支的等效质量/等效转动惯量都随着运动平台的末端位姿、驱动力、不同位置的速度和加速度变化而变化。而3-PRS串并联机构的等效质量随运动状态变化非常显著，末端位姿对等效质量和驱动力的影响很大，等效质量对驱动力的变化非常敏感，在3-PRS串并联机构运动的过程中，末端位姿不断发生变化，等效质量也随着变化，确定不同位姿时的等效质量也变得尤为困难。
技术实现思路
本专利技术针对在分析串并联机构动力学特性时等效质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3‑PRS串并联机构等效质量的确定方法，其特征在于，具体包含以下步骤：S1：在静、动平台上建立固定和局部坐标系，并选取三根立柱上滑块移动的位移

【技术特征摘要】
1.一种3-PRS串并联机构等效质量的确定方法，其特征在于，具体包含以下步骤：S1：在静、动平台上建立固定和局部坐标系，并选取三根立柱上滑块移动的位移作为广义坐标值；S2：用齐次坐标变换和正向运动学描述固定坐标系下滑块，连杆及动平台的动能和势能，得到3-PRS串并联机构总的动能和势能；S3：设定伺服电机工作于转矩模式下，计算作用在立柱中滚珠丝杠的轴向力，进一步用虚功原理求解机构作用在滑块的系统广义力；S4：计算广义速度和广义加速度，构建3-PRS串并联机构的拉格朗日方程，求出3-PRS串并联机构中的滑块质量、连杆质量、动平台转动惯量等不变的未知参量，确定移动滑块在不同位置时机构的等效质量。2.根据权利要求1所述的一种3-PRS串并联机构等效质量的确定方法，其特征在于：在步骤S2中，实时计算并检测滑块处于不同位置时动平台末端位姿在工作空间内部。3.根据权利要求1或2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊杰，张孟营，陈国强，黄存捍，闫勇刚，邓小玲，赵俊伟，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41