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一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法技术

技术编号:41873010 阅读:19 留言:0更新日期:2024-07-02 00:24
本算法发明专利技术公开了一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法,蛇形机器人关节在绳索的驱动下进行运动,各个关节实现相对转动且相互耦合影响,从而达到预定的工作位姿。此算法在运动学上进行前端遍历得到蛇形机器人的关节位姿信息以及相邻关节的转换矩阵,再由后端遍历对关节受力进行分析,从而采用非线性优化方法对驱动绳索的受力进行优化,使保证直接作用于连杆上的三根驱动绳索受力的最大值在满足蛇形机器人的运动的前提下达到最小值,并保证三根驱动绳索受力最小值满足连杆所需预紧力,通过降低最大值的方法来改善驱动绳索的力学性能。最终通过后端遍历的结果得到蛇形机器人在静止条件下所有驱动绳索的优化受力情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及静力学优化设计领域,具体是涉及一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法


技术介绍

1、蛇形机器人是一款可在狭窄空间环境下作业的多关节高冗余机器人。随着蛇形机器人关节的转动,穿过机械臂转盘处的驱动绳索会产生巨大的摩擦力,摩擦力的大小会因为转角的增大变得巨大,对驱动绳索产生不可逆转的损伤,当损伤达到一定值时,会引起驱动绳索的断裂从而使整个机械结构产生严重破坏,导致安全事故的发生。所以从设备安全性的考虑出发,对蛇形臂力学问题分析是不可忽视的。

2、对于蛇形机器人来说研究正逆运动学的比较多,相对的一些力学研究较为薄弱,由于驱动绳索的受力是一个非线性约束问题,无法通过特定的公式对驱动绳索受力进行直接求解,这时采用非线性优化算法可以根据约束条件求得驱动绳索的受力优化结果,从而起到对蛇形机器人的可靠性起到提升的作用。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法,采用非线性优化方法,对所述静力学模型中的驱动绳索最大受力进行约束,得到模型的输出量即驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述采用非线性优化方法,对所述静力学模型中的驱动绳索最大受力进行约束,得到模型的输出量即驱动绳索的受力情况,包括:

3.根据权利要2所述的计算方法,其特征在于,所述数据信息,对所述静力学模型中的驱动绳索受力平衡方程进行非线性优化处理,得到所述模型优化后的驱动绳索的受力信息,包括:

4.根据权利要求1至3任一所述的计算方法,其特征在于,所述根据几何信息,搭建蛇形机器人静力学模型以及驱动绳索的摩擦力求解模型,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种基于静力学分析的蛇形机器人驱动绳索的计算方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述采用非线性优化方法,对所述静力学模型中的驱动绳索最大受力进行约束,得到模型的输出量即驱动绳索的受力情况,包括:

3.根据权利要2所述的计算方法,其特征在于,所述数据信息,对所述静力学模型中的驱动绳索受力平衡方程进行非线性优化处理,得到所述模型优化后的驱动绳索的受力信息,包括:

4.根据权利要求1至3任一所述的计算方法,其特征在于,所述根据几何信息,搭建蛇形机器人静力学模型以及驱动绳索的摩擦力求解模型,包括:

5.根据权利要求4所述的计算方法,其特征在于,所述蛇形机器人的静力学模型,包括:

6.根据权利要求4所述的计算方法,其特征在于,所述蛇形机器人的摩擦模型,包括:

7.根据权利要求6所述的计算方法,其特征在于,所述蛇形机器人的摩擦模型,包括:

8.根据权利要求1至2任一所述计算方法,其特征在于,所述采用非线性优化方法,对...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜潮杨廷贵万德涛胡德安廖智忠
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

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