一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法
本专利技术涉及绳牵引并联机器人稳定性研究领域，具体涉及一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法。
技术介绍
绳牵引并联机器人由于采用具有柔性特性的绳索作为驱动元件，能够达到较大的速度以及加速度，然而，其末端执行器的结构稳定性成为限制其进一步发展的主要障碍。Svininetal.采用刚度矩阵对完全约束刚性并联机器人的稳定性进行分析。其研究表明，当关节柔性所产生刚度矩阵的系数为正值时，完全约束并联机器人是稳定的。但是，由于内力所产生的刚度矩阵为非对称矩阵,所以当有外界干扰力作用于末端执行器上时，完全约束并联机器人的运动有可能是不稳定的。其方法虽然可以通过刚度矩阵对并联机器人的稳定性进行评价，但是，其研究仅限于刚性杆驱动的并联机器人，并且，采用刚度矩阵来反映并联机器人末端运动的稳定性，仅仅只是从约束的方面对稳定性进行阐述，不能从约束力和当前末端所处位置两个方面较为全面的反映端运动的稳定性。Behzadipouretal.提出一种新的求解总刚度矩阵的方法，并利用所求解的总刚度矩阵去评价绳牵引并联机器人的稳定性。但是，其...
【技术保护点】
一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法，其特征在于，S1、在绳索冗余拉力求解的基础上，分别提出两个位置性能因子和两个索拉力性能因子描述末端执行器在工作空间所处的位置以及末端处于该位置时约束最弱方向上的索拉力对其稳定性的影响；S2、通过姿态影响函数f(φ,θ,ψ)评价末端执行器的姿态对其结构稳定性的影响，其中，(φ,θ,ψ)分别表示机器人末端执行器处于当前位置点时，绕其局部坐标系o′‑x′‑y′‑z′的姿态角；S3、在上述位置与绳索拉力性能因子以及姿态影响函数确定的基础上，通过以下公式定义绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价指标：Ωm(x,y,z,φ,θ,ψ)＝Ωn...
【技术特征摘要】
1.一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法，其特征在于，S1、在绳索冗余拉力求解的基础上，分别提出两个位置性能因子和两个索拉力性能因子描述末端执行器在工作空间所处的位置以及末端处于该位置时约束最弱方向上的索拉力对其稳定性的影响；S2、通过姿态影响函数f(φ,θ,ψ)评价末端执行器的姿态对其结构稳定性的影响，其中，(φ,θ,ψ)分别表示机器人末端执行器处于当前位置点时，绕其局部坐标系o′-x′-y′-z′的姿态角；S3、在上述位置与绳索拉力性能因子以及姿态影响函数确定的基础上，通过以下公式定义绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价指标：Ωm(x,y,z,φ,θ,ψ)＝Ωn(x,y,z)f(φ,θ,ψ)其中，Ωm∈[0,1]，其数值称为稳定度，为点质量绳牵引并联机器人的结构稳定度，Ωn∈[0,1]，p1,p2,q1和q2均为小于1大于0的常数，且p1+p2＝1,q1+q2＝1。2.如权利要求1所述的一种绳牵引并联机器人三位一体结构稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：S11、提出两个位置性能因子和衡量末端执行器所处当前位置点距该位置点所在水平面中心以及上边界的距离，分别表示为：式中，P为机器人末端执行器当前所处位置点；XP为当前位置点P处的坐标向量；绳牵引并联机器人工作空间竖直中线用a表示；Q为末端执行器当前所处位置点P所在水平面与竖直中线a的交点；M为竖直中线a与机器人工作空间上顶面的交点；γP,γQ和γM分别为末端执行器处于位置点P、Q和M处索拉力最小绳索的方向与水平面的夹角；S12、在绳...
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