[发明专利]绳驱动联动式机械臂的动力学建模及其绳索张力优化方法有效
| 申请号： | 201910569981.4 | 申请日： | 2019-06-27 |
| 公开（公告）号： | CN110271002B | 公开（公告）日： | 2020-09-01 |
| 发明（设计）人： | 孟得山;梁斌;王学谦;李亚南;刘宇;王天舒 | 申请（专利权）人： | 清华大学深圳研究生院 |
| 主分类号： | B25J9/16 | 分类号： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 | 代理人： | 方艳平 |
| 地址： | 518055 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | 一种绳驱动联动式机械臂的动力学建模方法，包括：将机械臂等效为由刚体部分、两根驱动绳索和四根联动绳索组成，刚体部分包括三个旋转关节和三根连杆，三根连杆依次通过旋转关节相互连接；两根驱动绳索的一端分别固定在末端的连杆上，另一端依次穿过各个连杆后由驱动器控制；四根联动绳索两两分别绕过相邻的旋转关节以交叉地连接在连杆上；建立机械臂的动力学方程。一种绳索张力优化方法，包括：采用全局插值多项式估计状态变量与控制变量，对多项式求导得到状态变量的导数以将微分方程离散化，将最优控制问题转化为非线性约束问题。本发明实现了对机械臂的运动过程中绳索张力的优化，可用于绳驱动机械臂的轨迹规划、振动控制等方面。 | ||
| 搜索关键词： | 驱动 联动 机械 动力学 建模 及其 绳索 张力 优化 方法 | ||
【主权项】：
1.一种绳驱动联动式机械臂的动力学建模方法，其特征在于，包括：将所述绳驱动联动式机械臂等效为由刚体部分、两根驱动绳索和四根联动绳索组成，其中所述刚体部分包括三个旋转关节和三根连杆，三根所述连杆依次通过所述旋转关节相互连接；两根所述驱动绳索的一端分别固定在末端的所述连杆上，另一端依次穿过各个所述连杆后由驱动器控制；四根所述联动绳索两两分别绕过相邻的所述旋转关节以交叉地连接在所述连杆上；建立所述绳驱动联动式机械臂的动力学方程为：![]()
其中，q为关节角，![]()
为关节角速度，![]()
为关节角加速度，M(q)为广义质量阵，![]()
为科氏力和向心力项，τ为关节力矩，τc为联动绳索映射到旋转关节处的等效关节力矩。
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