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混合驱动系统将常速电机和伺服电机结合起来共同驱动一个机械装置,其中常速电机提供主要动力,伺服电机起调节的作用,可改变或者调节输出轨迹。这种系统既能高速、高精度甚至高负载运转,又能提供一定柔性的闭环机械系统,在理论上可以解决柔性化和高效率、高承载力间的冲突,成为现代机构发展的又一个新领域。 自Tokuz在1992年首次提出混合输入系统这一概念以来,已经有许多关于这个系统的研究,然而当前的混合输入机构的设计理念很少有考虑机构的动力学,大都只是停留在机构运动学层面,通过优化设计方法进行轨迹规划。邹慧君等虽然考虑了杆件的动力学,但是忽略了电机的动态行为。机构运转时,电机会有惯性,惯性力(力矩)通过传动轴传递给终端,会使得末端输出产生轨迹误差。 为了解决上述问题,本文具体内容有: 1、对混和输入五杆机构进行了运动学分析,提出了一种轨迹规划方法能够保证逆运动学方法求得的伺服电机的轨迹连续并二阶可导。 2、建立了混合输入五杆机构动态模型,提出了动力学模型的求解方法,并对混合输入五杆机构动力学模型进行了试验验证。 3、拓展了轨迹综合的研究范畴,将混合驱动机构引入到了轨迹综合问题的研究对象中,提出了一种轨迹综合方法的通用设计框架,该方法考虑了系统的动态行为(刚度、阻尼、惯性),能够实现一个更精确的运动轨迹。 本文主要贡献在于拓展了轨迹综合的研究范畴,将混合驱动机构引入到了轨迹综合问题的研究对象中,并提出了考虑电机动态行为的混合驱动机构轨迹综合理论和研究方法。