基于空间变换的绳驱动并联机器人力螺旋可行工作空间求解
冯永利1
何明缘2
于江涛1
李德胜1
黄宝旺1
王虹凯1
1.华北理工大学 机械工程学院,唐山 063210;河北省工业机器人产业技术研究院,唐山 0632102.华北理工大学 机械工程学院,唐山 063210
摘要：[目的]针对绳驱动并联机器人工作空间的确定问题,提出一种基于空间变换的求解其可获取力螺旋集与力螺旋可行工作空间的方法.[方法]首先,基于虚功原理建立了绳驱动并联机器人动力学与静力学模型,由结构矩阵得到了从力螺旋空间到绳力空间的变换矩阵.其次,通过将绳力空间中的超正平行多面体逆映射至力螺旋空间,精确构建了位姿相关的机器人实际可获取力螺旋集.再次,将由所需力螺旋构成的力螺旋空间超正平行多面体线性变换至绳力空间;运用多面体包含思想,将复杂的力螺旋可行性边界判定转化为绳力空间中的解集不等式约束,实现了力螺旋可行工作空间的快速高效求解.最后,以一种8绳索驱动的6自由度冗余约束并联机器人为例进行了系统的数字化仿真验证.[结果]仿真结果表明,所提空间变换求解方法能够准确、直观地表征并联机器人在不同欧拉角姿态下的六维力螺旋可行工作空间边界.绳驱动并联机器人的力螺旋可行工作空间形态与其空间几何机械结构、绳索对称布置角度以及绳索许用拉力边界范围密切相关.研究成果为柔性并联机器人的构型优化和精密作业轨迹规划提供了依据.
关键词：绳驱动并联机器人力螺旋可行工作空间空间变换
分类号：TP242(自动化技术及设备)
资助基金：河北省重大科技成果转化专项(23284001Z)河北省科技重大专项(23261801Z)唐山市机器人机构学理论基础创新团队项目(21130208D)
论文发表日期：2026-07-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 68-76 )
英文信息