柔顺并联机器人动力学及轨迹跟踪*

doi:10.3901/JME.2016.13.038

机械工程学报 ›› 2016, Vol. 52 ›› Issue (13): 38-46.doi: 10.3901/JME.2016.13.038

柔顺并联机器人动力学及轨迹跟踪^*

田浩^1，2, 余跃庆¹

1. 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京 100124,
2. 北京飞利信科技股份有限公司北京 100191

出版日期:2016-07-05 发布日期:2016-07-05
作者简介:
田浩，男，1986年出生，博士研究生。主要研究方向为柔顺关节并联机器人规划及控制。
E-mail：tankthwd@emails.bjut.edu.cn
余跃庆(通信作者)，男，1958年出生，博士，教授，博士研究生导师。主要研究方向为机构学及机器人学。
E-mail：yqyu@bjut.edu.cn
基金资助:
* 国家自然科学基金资助项目(51575006); 20150709收到初稿，20160420收到修改稿;

Dynamics and Trajectory Tracking of a Compliant Parallel Robot

TIAN Hao^1，2, YU Yueqing¹

1. College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology，Beijing University of Technology， Beijing 100124,
2. Beijing Philisense Technology Co.， Ltd.， Beijing 100191

Online:2016-07-05 Published:2016-07-05

摘要/Abstract

摘要：

以含有开槽型柔顺关节的并联机器人为研究对象，对其动力学及轨迹跟踪问题进行研究。根据柔顺关节特性，建立系统分析模型，应用拉格朗日方法建立系统动力学方程。为补偿系统具有的不确定性，分别设计趋近律上界滑模控制策略和径向基函数(Radial basis function， RBF)神经网络趋近律滑模控制策略，基于Lyapunov理论证明了系统的全局稳定性。应用S型速度规划曲线，分别给出直线轨迹和圆轨迹的运动规划算法。仿真结果表明，系统模型及控制策略能够有效实现柔顺关节并联机器人的轨迹跟踪。

关键词: 并联机器人, 动力学, 轨迹跟踪, 开槽型柔顺关节

Abstract:

The research on dynamics and trajectory tracking of the parallel robot with open thin-walled compliant joints is presented. According to the characteristics of compliant joints, the system model is derived. The dynamic equation is obtained based on Lagrange method. To compensate the uncertainty of system, a reaching law sliding mode control strategy with upper bound and the other one with the radial basis function (RBF) neural network are designed respectively. The stability of control strategies is verified based on Lyapunov theory. The motion planning algorithms of linear and circular trajectories are presented by S-curve velocity planning method. Simulation results show that the system model and the control strategies are effective to realize the trajectory tracking of parallel robot with compliant joints.

Key words: dynamics, parallel robot, trajectory tracking, open thin-walled compliant joints

田浩, 余跃庆. 柔顺并联机器人动力学及轨迹跟踪^*[J]. 机械工程学报, 2016, 52(13): 38-46.

TIAN Hao, YU Yueqing. Dynamics and Trajectory Tracking of a Compliant Parallel Robot[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2016, 52(13): 38-46.

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Dynamics and Trajectory Tracking of a Compliant Parallel Robot

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