一种多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，机械臂通过安装座固定在驱动系统上，所述机械臂旁设有采集机械臂运动状态下振动信号的动态测试装置，所述动态测试装置将所采集的振动信号传输至约束刚度识别系统，所述约束刚度识别系统设有结果输出模块，所述结果输出模块参数至显示单元显示。本发明专利技术能够将边界约束刚度识别和振动观测反馈控制进行结合，实现多运动模式变约束刚度下机械臂的约束刚度识别和振动控制，有效提高系统的控制精度和对环境因素变化的适应能力，同时简化控制系统，降低操作难度。

A multi motion model variable stiffness constrained manipulator vibration control system and method

The invention discloses a multi pattern variable stiffness constrained manipulator vibration control system, mechanical arm through the mounting seat is fixed on the driving system, the mechanical arm is arranged beside the dynamic testing system of mechanical arm motion acquisition of vibration signal, the dynamic testing system of the collected vibration signal is transmitted to the rigid constraints the degree of recognition system, result output module is provided with the constraint stiffness identification system, the results output to the display unit display module parameters. The invention can use the boundary stiffness identification and vibration monitoring feedback control with multi variable stiffness under constrained motion mode of mechanical arm restraint stiffness identification and vibration control, improve the control precision of the system and the ability to adapt to the changes of environmental factors, and simplify the control system, reduce the operation difficulty.

【技术实现步骤摘要】
一种多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统和方法
本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种多运动模式变刚度约束机械臂的振动控制系统及方法。
技术介绍
机械臂是机器人的重要组成部分，其通过操作机构及其末端执行器完成特定的操作任务，在机械加工、精密装配、上下料、喷涂等作业中有着广泛应用。然而，机械臂在执行操作、启停以及运动转换的过程中受到外界激励而产生弹性振动，且在高速操作时振动更为明显。弹性振动严重影响机械臂的操作性能和控制精度，降低结构寿命，因此需要对机械臂的振动进行有效控制。机械臂通过结合部与机器人本体连接，是典型的耦合系统，且采用螺栓结合部的机械臂具有较多应用。由于预紧力控制不准以及服役过程中产生的松动，螺栓结合部常表现出一定的弹性效应，这必然增加系统的耦合作用，影响机械臂的振动特性和控制效果。对于机械臂或梁板结构的振动控制，如专利CN200810027187.9公开了一种基于加速度传感器的挠性悬臂板振动控制装置与控制方法，其方案需对称粘贴多片压电陶瓷片和加速度传感器，再如专利CN201110391448.7公开了一种柔性铰接板弯曲和扭转振动多通道控制装置与方法，柔性板上需粘贴压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，机械臂通过安装座固定在驱动系统上，其特征在于：所述机械臂旁设有采集机械臂运动状态下振动信号的动态测试装置，所述动态测试装置将所采集的振动信号传输至约束刚度识别系统，所述约束刚度识别系统设有结果输出模块，所述结果输出模块参数至显示单元显示。

【技术特征摘要】
1.一种多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，机械臂通过安装座固定在驱动系统上，其特征在于：所述机械臂旁设有采集机械臂运动状态下振动信号的动态测试装置，所述动态测试装置将所采集的振动信号传输至约束刚度识别系统，所述约束刚度识别系统设有结果输出模块，所述结果输出模块参数至显示单元显示。2.根据权利要求1所述的多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，其特征在于：运动模式振动控制系统设有观测反馈系统，所述结果输出模块输出信号至观测反馈系统，所述观测反馈系统输出反馈信号经运动控制卡和驱动器输送至驱动系统。3.根据权利要求1或2所述的多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，其特征在于：所述机械臂通过多个螺栓固定在安装基座上，所述驱动系统控制机械臂进行平移运动、旋转运动、斜向运动。4.根据权利要求3所述的多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，其特征在于：所述约束刚度识别系统包括：边界条件设定模块：用于设定机械臂的边界约束刚度，并将设定的边界约束刚度输送至仿真求解模块；运动模式设定模块：用于设定机械臂的运动模式，并将设定的运动模式输送至仿真求解模块；仿真求解模块：用于根据实际设定机械臂的结构参数进行仿真求解，建立机械臂的动力学模型，并将参数输送至参数分析数据库；参数分析数据库：用于存储仿真求解模块输入的参数信息，并将参数信息输送至刚度识别模块；实验数据加载模块：接收动态测试装置信号发出的模态频率实验数据，并将模态频率实验数据输送至刚度识别模块；刚度识别模块：用于根据参数分析数据库和模态频率实验数据，对机械臂实际的约束刚度进行识别，并将刚度识别结果输入给样机验证模块；样机验证模块：用于根据刚度识别结果建立样机模型，将样机模型与仿真模型比较，并将比较结果输送至结果输出模块；结果输出模块：进行显示和输出比较结果。5.根据权利要求1或4所述的多运动模式变刚度约束机械臂振动控制系统，其特征在于：所述观测反馈系统包括：振动观测器：用于接收观测参数输入模块信号，以及结果输出模块输入的修正的动力学模型，并输出机械臂1的固定基座的运动位移和模态坐标信号至状态反馈控制器；观测参数输入模块：接收动态测试装置输入的机械臂运动状态下振...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉飞，于华，许德章，訾斌，张席，汪步云，钱森，鞠锦勇，路恩，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34