一种欠驱动6R并联机构的运动学和动力学分析

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  欠驱动机器人是指一类含有被动关节,控制输入数目少于系统自由度的机械系统,具有成本低、重量轻、能耗少等众多优点,在工业机器人、太空机器人及其外星探测等应用领域具有良好的应用前景,尤其在能源日益紧张的今天,越来越受到人们的重视,成为机器人研究领域的新热点。   本文研究了一种欠驱动 6R 并联机构,并对该机构进行了运动学和动力学分析。通过对该欠驱动6R并联机构进行了运动学的位置分析、速度分析、加速度分析、动力学分析,建立了运动学模型,并应用拉格朗日方程建立了系统的动力学模型,在理论上基于方程组解的确定性,对此机构提出了一种新的控制策略,为以后对其实现控制提供了良好的理论依据。本文的主要内容如下:   第一部分分析了欠驱动并联机器人在国内外的发展现状,及欠驱动机构的相关概念和发展现状,指出了本文的研究内容、意义和目的。   第二部分在平面坐标中建立了欠驱动机构的物理模型,并对机构进行了位置、速度、加速度分析,得到系统的运动学方程,并为后续的动力学分析和控制策略分析提供了理论基础。   第三部分建立了欠驱动并联机构的动力学模型,利用拉格朗日方程对模型进行分析,得到了系统含有集中质量的动力学方程。然后对系统的一种特殊位置姿态进行分析研究,提出了一种基于方程联立求解来完成对欠驱动系统控制的新策略。
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