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绳索驱动下肢训练机器人系统运动稳定性分析
1
作者
王砚麟
安宗文
+4 位作者
黄华
马强
王克义
李竞航
王燕卓
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1135-1143,共9页
针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影...
针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影响函数。综合考虑绳索拉力、系统刚度和速度影响函数等因素定义了机器人系统的运动稳定性评价指标,并通过稳定工作空间、抗干扰稳定工作空间和不同训练轨迹的实例计算明确了机器人工作空间内中上部区域的运动稳定性能更好,为运动支链中的过轮运动规划和训练任务规划提供了理论依据。
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关键词
绳索驱动机器人
下肢训练
机器人
绳索
拉力优化
系统刚度
运动稳定性
运动学
动力学
速度影响函数
稳定工作空间
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职称材料
自适应绳索驱动并联机器人构型优化设计研究
2
作者
尹田
刘芳华
《机床与液压》
北大核心
2024年第15期62-68,共7页
不同绳索驱动并联机器人的构型设计将产生不同的工作空间和灵活特性。提出一种自适应绳索驱动并联机器人结构模型,该结构模型可以在不增加运动冗余的情况下,通过绳索缠绕修改末端执行器的粘接点,提出的机器人可以被动重构为多种构型。...
不同绳索驱动并联机器人的构型设计将产生不同的工作空间和灵活特性。提出一种自适应绳索驱动并联机器人结构模型,该结构模型可以在不增加运动冗余的情况下,通过绳索缠绕修改末端执行器的粘接点,提出的机器人可以被动重构为多种构型。基于重构条件,提出自适应原理,建立自适应绳索驱动并联机器人的运动学模型和静力平衡模型。通过定义工作空间和灵活性指标,对自适应粘接点进行比例优化。结果表明这种设计具有更大的工作空间和更好的灵活性。
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关键词
绳索
驱动
并联
机器人
工作空间
末端执行器
优化设计
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职称材料
考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人预设性能控制
被引量：
8
3
作者
陈正升
程玉虎
王雪松
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期1704-1717,共14页
提出一种考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人(Redundantly-actuated cable driving parallel robots,RCDPRs)预设性能有限时间控制算法.首先,采用Newton-Euler方程推导系统动力学模型,并建立绳索拉力优化模型保证系统正常工作;其次,...
提出一种考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人(Redundantly-actuated cable driving parallel robots,RCDPRs)预设性能有限时间控制算法.首先,采用Newton-Euler方程推导系统动力学模型,并建立绳索拉力优化模型保证系统正常工作;其次,将输出约束问题转化为位置跟踪误差的坐标变换问题,设计给定时间衰减函数与非对称变换函数,将约束形式的跟踪误差转化为无约束变量,实现给定时间的输出约束;然后,针对滑模控制的抖振问题,在预设性能控制中采用模型不确定与扰动估计器进行扰动估计,并通过自适应方法对扰动估计误差进行补偿;以此为基础,提出一种基于精度驱动且在分段点处三阶连续的终端滑模面进行控制算法设计;最后,采用Lyapunov函数证明算法的有限时间收敛特性,并以7自由度冗余驱动绳索并联机器人为控制对象进行仿真研究,对算法进行验证.
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关键词
滑模控制
有限时间收敛
输出约束
给定时间预设性能控制
冗余
驱动
绳索
并联
机器人
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职称材料
题名
绳索驱动下肢训练机器人系统运动稳定性分析
1
作者
王砚麟
安宗文
黄华
马强
王克义
李竞航
王燕卓
机构
兰州理工大学机电工程学院
哈尔滨工程大学机电工程学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1135-1143,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52175006)
甘肃省高等学校产业支撑引导项目(2020C-12)
甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA229)。
文摘
针对绳索驱动下肢训练机器人的稳定性问题,本文建立了绳索驱动下肢训练机器人的运动学和动力学模型,给出了绳索拉力优化解的计算表达式,并推导获得了机器人的系统刚度解析表达式。考虑不同训练对象承受运动强度的能力不同,定义了速度影响函数。综合考虑绳索拉力、系统刚度和速度影响函数等因素定义了机器人系统的运动稳定性评价指标,并通过稳定工作空间、抗干扰稳定工作空间和不同训练轨迹的实例计算明确了机器人工作空间内中上部区域的运动稳定性能更好,为运动支链中的过轮运动规划和训练任务规划提供了理论依据。
关键词
绳索驱动机器人
下肢训练
机器人
绳索
拉力优化
系统刚度
运动稳定性
运动学
动力学
速度影响函数
稳定工作空间
Keywords
rope-driven robot
lower limb training robot
rope tension optimization
system stiffness
dynamical sta-bility
kinematics
dynamics
velocity influence function
stable workspace
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
自适应绳索驱动并联机器人构型优化设计研究
2
作者
尹田
刘芳华
机构
江苏安全技术职业学院电气工程学院
江苏科技大学机械工程学院
出处
《机床与液压》
北大核心
2024年第15期62-68,共7页
基金
2021年江苏省高等学校重点科研项目(BK20212072)。
文摘
不同绳索驱动并联机器人的构型设计将产生不同的工作空间和灵活特性。提出一种自适应绳索驱动并联机器人结构模型,该结构模型可以在不增加运动冗余的情况下,通过绳索缠绕修改末端执行器的粘接点,提出的机器人可以被动重构为多种构型。基于重构条件,提出自适应原理,建立自适应绳索驱动并联机器人的运动学模型和静力平衡模型。通过定义工作空间和灵活性指标,对自适应粘接点进行比例优化。结果表明这种设计具有更大的工作空间和更好的灵活性。
关键词
绳索
驱动
并联
机器人
工作空间
末端执行器
优化设计
Keywords
cable driven parallel robot
workspace
end effector
optimal design
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人预设性能控制
被引量：
8
3
作者
陈正升
程玉虎
王雪松
机构
地下空间智能控制教育部工程研究中心
中国矿业大学信息与控制工程学院
出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期1704-1717,共14页
基金
国家自然科学基金(61903347,61976215,62176259)
江苏省自然科学基金(BK20200086)资助。
文摘
提出一种考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人(Redundantly-actuated cable driving parallel robots,RCDPRs)预设性能有限时间控制算法.首先,采用Newton-Euler方程推导系统动力学模型,并建立绳索拉力优化模型保证系统正常工作;其次,将输出约束问题转化为位置跟踪误差的坐标变换问题,设计给定时间衰减函数与非对称变换函数,将约束形式的跟踪误差转化为无约束变量,实现给定时间的输出约束;然后,针对滑模控制的抖振问题,在预设性能控制中采用模型不确定与扰动估计器进行扰动估计,并通过自适应方法对扰动估计误差进行补偿;以此为基础,提出一种基于精度驱动且在分段点处三阶连续的终端滑模面进行控制算法设计;最后,采用Lyapunov函数证明算法的有限时间收敛特性,并以7自由度冗余驱动绳索并联机器人为控制对象进行仿真研究,对算法进行验证.
关键词
滑模控制
有限时间收敛
输出约束
给定时间预设性能控制
冗余
驱动
绳索
并联
机器人
Keywords
Sliding mode control
finite-time convergence
output constraint
appointed time prescribed performance control
redundantly-actuated cable driving parallel robots(RCDPRs)
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
绳索驱动下肢训练机器人系统运动稳定性分析
王砚麟
安宗文
黄华
马强
王克义
李竞航
王燕卓
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
自适应绳索驱动并联机器人构型优化设计研究
尹田
刘芳华
《机床与液压》
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
3
考虑输出约束的冗余驱动绳索并联机器人预设性能控制
陈正升
程玉虎
王雪松
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
8
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职称材料
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