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并联机器人逆动力学建模的几何代数方法
文献摘要：
逆动力学建模是并联机器人动力学性能评估和实际控制的基础.以几何代数为数学工具,提出并联机器人的解析逆动力学建模通用方法.根据几何代数的外积性质,可直接确定并联机器人中各分支的关节速度和加速度幅值,建立机器人驱动速度和被动速度之间的映射关系,并推导出并联机器人分支中各杆件的速度和加速度.结合虚功原理建立并联机器人的逆动力学模型,并确定驱动力/力矩的解析表达式.关节速度和加速度计算不需要判断几何关系、进行求导或求偏微分,并且整个计算过程中仅涉及加法和乘法,无需求解符号线性方程组,提高计算效率.以六自由度并联机器人6-UPS和三自由度并联机器人2PUR-PRU为例(U:虎克铰,P:移动副,S:球铰,R:转动副),得到在给定轨迹下两个机器人驱动力的理论结果,通过与ADAMS软件仿真结果对比验证所提方法的正确性.同时,通过与基于牛顿-欧拉方程的自然正交补法进行计算效率对比,证明该方法具有计算高效的优点,可替代ADAMS仿真和原先方法用于并联机器人逆动力学建模及分析.
文献关键词：
动力学建模;并联机器人;几何代数;虚功原理
中图分类号：
作者姓名：
徐灵敏;叶伟;李秦川
作者机构：
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240;浙江理工大学机械与自动控制学院 杭州 310018
文献出处：
引用格式：
[1]徐灵敏;叶伟;李秦川-.并联机器人逆动力学建模的几何代数方法)[J].机械工程学报,2022(07):1-11
A类：
2PUR,自然正交补
B类：
并联机器人,逆动力学,动力学建模,几何代数,代数方法,动力学性能,性能评估,数学工具,通用方法,外积,映射关系,杆件,虚功原理,力矩,解析表达式,加速度计,速度计算,几何关系,求导,偏微分,加法,线性方程组,高计算效率,六自由度,UPS,三自由度,PRU,虎克,球铰,转动,定轨迹,ADAMS,软件仿真,结果对比,对比验证,牛顿,欧拉方程,补法,效率对比,算高,原先
AB值：
0.309644
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