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提综臂辅助旋铆机械手动力学建模及控制仿真

Dynamic modeling and control simulation of assisting-riveting manipulator for lifting arm

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为实现在旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取-摆放之目的,以多臂织机提综臂的自动化加工为背景,提出一种新型辅助旋铆并联机械手的动力学建模及控制策略.首先,介绍机器人机构的结构特征及自由度类型;其次,建立闭环矢量方程,得到了位置正逆解的解析表达式,进而通过求导,建立了速度映射模型;再次,基于第一类拉格朗日方法,建立了系统逆刚体动力学模型,得到关于末端执行器广义坐标的驱动力矩函数.在此基础上,设计具有PD补偿的任务空间计算力矩控制策略,并借助ADAMS与Simulink开展联合虚拟仿真,对控制参数进行整定,最终得到最优控制参数的参考值.仿真结果表明:在最大加速度为3g时,跟踪轨迹与理论轨迹的y向误差小于0.3 mm,z向误差小于0.65 mm,控制效果良好,符合设计预期.

梁栋、梁正宇、杨建成、徐振宇

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天津工业大学 机械工程学院,天津 300387

天津工业大学 天津市现代机电装备技术重点实验室,天津300387

江苏金龙科技股份有限公司,江苏 苏州 215500

提综臂 辅助旋铆 并联机械手 拉格朗日方法 计算力矩控制 联合仿真 动力学建模

国家自然科学基金天津工业大学天津市高等学校基本科研业务费资助项目

521752432019KJ012

2022

10.3969/j.issn.1671-024x.2022.01.013

天津工业大学学报
天津工业大学

天津工业大学学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.404
ISSN：1671-024X
年,卷(期)：2022.41(1)
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