混合驱动五杆机构轨迹归划

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1、混合驱动五杆机构轨迹规划及常数电机转速的影响分析韩波，郭为忠，邹慧君，张青(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200030)摘要:运用逆运动学原理和样条函数给出了混合驱动五杆机构的轨迹规划方法，并讨论了常速电机的转速末端执行器和伺服电机加速度的影响，得出了他们之间的数学关系式。给出了算例并进行了仿真计算，验证研究的正确性。关键词:混合驱动;五杆机构;样条函数;轨迹规划中图分类号:TH112.1;TP241.2文献标识码:AN丫TrajectoryPIanmngofFive-barHybridDrivenMechanismand

2、EffectoftheSpeedofRealTimeNon-AdjustableMotorHANBo,GUOWei-zhong,ZOUHui一jun,ZHANGOing(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030)Abstract:Thispaperpresentsthetrajectoryplanningoffive-barhybriddrivenmechanismbasedoninversekinematictheoryand

3、splineinterpolationfunction,analysestheefectofrotationalspeedofrealtimenon-adjustablemotorontheaccelerationofthemanipulatorendpointandrealtimeadjustablemotorandthenderivesthemathematicrelationshipbetweenthem.Finalyanexampleontrajectoryplanningisgivenandsimulated.Keyw

4、ords:hybriddriven;five-barmechanism;splinefunction;trajectoryplanning翻藏规划是机构学研究中的一个重要方面，一般说来，机理B样条函数、NURBS)，后者因为其刘.所有的样条曲线都有统构要完成所规定的任务要进行轨迹规划，特别是多自由度机一的表达形式，正在取代其它样条函数成为主流，但是其表达构。机器人的轨迹规划研究起源于20世纪60年代。传统的轨式相对较为复杂。迹规划分为两种，一种是关节空间的规划，另一种是在笛卡尔对于机器人习变规划的文献很多，国内外的学者也是做了空

5、间的规划。这两种方式各有其优缺点，关节空间的轨迹规划大量的研究。YoucefToumi[1]提出了机器人高速轨迹控制方相对要简单，而且一般不会出现奇异位形，但是其末端的运动法:Luh和Lin[2〕提出三次样条函数法来描述手的CP运动;轨迹不直观;笛卡尔空间的轨迹规划则比较直观，但在规划过任敬轶【3]通过对螺旋理论和空间样条曲线生成原理的有机结程中容易进入机器人的奇异位形，同时其运动学反解也相对复合，给出了一种新颖的笛卡尔空间的机器人轨迹规划方法。还杂。目前工业机器人常用的方法是一种示教法，也就是在机器有就是轨迹规划时间最优的问题

6、:Kahn和Roth[4]研究机器人的运动轨迹上取一些关键点，记住这些点所对应的关节坐人PTP移动轨迹时间最优规划问题，但作了不少假设和近似;标，然后在每两个关键点之间进行插补。显然，要想使末端执Kin和Shin“提出了关节空间的最优时间路径规划:钱东海‘B]行器严格的按照所要求的轨迹运动，则必须取得足够多的点。对沿着特定路径运动的机器人的时间最优轨迹规划问题作深在实际应用中往往需要操作机器人沿着大量的、复杂的空间轨入研究。近年来，主张采用样条函数法来进行机器人运动习该变迹进行运动，如果每一轨迹都要进行示教，可想而知工作量是规划

7、的学者比较多。ChangYH和LinCS等人提出了轨迹规划的巨大的。机器人的运动轨迹一般都是圆弧或直线，而对复杂的三次样条函数法，但此法需要解一个(n-2)X(n-2)的三对角方运动往往用样条函数进行拟合，己有许多学者在这方面做了大程组(n为轨迹中间点数目)，当n较大时，此法所需计算量也量的研究工作。较常用的样条函数为三次样条函数和非均匀有较大。Paul和Lee等人分别在文献中提了4-3-4和3-3-3-3-3-271-轨迹规划法，这两种方法的优点是:简单、直观。当对中间段r3,r4和n"的矢量。d是从O1到OZ的矢量，‘是从轨

8、迹点无特殊运动要求时，使用这两种方法效果较好。混合驱动五杆机构在某种意义上也叫平面五杆闭链机器人，其轨迹规划也相当于机器人的轨迹规划，但由于其自身的结构特点和输入方式，决定了混合驱动五杆机构的轨迹规划与机器人的轨迹规划有相似点又有不同之处。虽然国内外的学者在混合