3-RRRT并聯機器人運動學建模及數值求解研究.pdf

1、并聯機器人具有承載能力強，剛度大，誤差小，精度高，自重負荷小，動力性能好，控制容易等一系列的優(yōu)點，與目前廣泛應用的串聯機器人在應用上構成互補關系，具有廣闊的應用前景。并聯機器人的運動學部分在并聯機器人研究中占有重要作用，運動學正、反求解問題是運動學中的難點之一。本文以一種新型高速搬運的3-RRRT并聯機器人為對象，對運動學建模及正、反求解算法進行了比較深入的研究。 用齊次坐標變換矩陣來描述各鏈中桿與桿之間的空間關系，在此基礎上建

2、立坐標系，從而建立3-RRRT并聯器人的運動學數學模型。針對此運動學數學模型，提出了擬Newton法、基于Moore-Penrose廣義逆的Newton迭代法、以及改進遺傳算法等幾種有效的正、反求解算法。其中，擬Newton法克服了Newton法需要求導、求逆的缺點，簡化了計算過程，而且還能保證算法的超線性收斂速度。遺傳算法具有強大的全局尋優(yōu)特性，克服了常用的數值解法求解受初始值影響的缺點，而且采用實數編碼、設計合理的適應度函數、改善遺

3、傳算子等手段改善計算復雜性、加快收斂速度，提高運動學求解精度。 最后進行仿真驗證。利用MATLAB編寫正、反求解程序進行仿真驗證，并制作基于GUIDE仿真界面進行曲線的連續(xù)求解，仿真結果證明了該數學模型的正確性和算法的有效性、穩(wěn)定性。利用Visual C++軟件強大的類庫支持和類改造能力、高效率的運行速度等優(yōu)點，編制基于擬牛頓法的3-RRRT并聯機器人運動學正、反求解程序以實現快速、精確的求解，并制作求解界面，實現了綜合求解。