基于变柔性关节的机械臂运动误差研究

万方数据

２０１０年１２月刘燕，等：基于变柔性关节的机械臂运动误差研究

长ｌ５２５ｍｍ，臂体最大半径１６８ｍｍ，质量为４５ｋｇ，由

基座内的直流电机驱动，样机如图ｌ所示。

机械臂为模块化设计，由３个运动模块组成，每个

运动模块均含１个扭转关节和１个弯曲关节，从基座到

末端依次为直流电机、基节扭转、基节弯曲、次节扭转、

次节弯曲、末节扭转、末节弯曲，相邻２个关节轴线正

交。假设机械臂为刚性关节，根据机器人运动学原

理【８Ｊ，建立其运动学模型如图２所示。

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图２ＸＮ－６００－１的ＤＨ运动学模型

根据图２得到Ｄ－Ｈ参数表，如表ｌ所示。

衰１机械臂Ｄ－Ｈ参数表

连杆序号ｏ．／（。）ａ／ｍｍ８／（。）ｄ／ｍｍ

ｌ０００ｌＩ＋Ｚ２（４３０）

２—９０Ｏ０Ｏ

３９０００１３＋Ｌ（４６８）

４—９００Ｏ０

５９０００ｆ５＋１６（４４９）

６—９０００Ｏ

工具９０００１．（４７）

”∥嚣Ｉ；１２］０００

”卜一：巩㈡屯ｌ

ＬｌＪ

：Ｔ＝

ＣＯ￥０２

０

一ｓｉｎ０２

０

一ｓｉｎ０５

０

一ＣＯＳ口２

０

同理可得；ｒ，：ｒ，：ｒ，：ｒ，？ｒ。

机械臂末端相对于原点的齐次矩阵为：

？Ｔ＝？Ｅ碍ＥＥ砭矸ｒ。

２变柔性机械臂运动学模型

根据机械臂的结构，建立其连杆模型如图３所示

（０，为弯曲关节的转角，巩为扭转关节的转角）。

圈３变柔性关节的机械臂连杆模型

当机械臂关节附带一定柔性时，在重力作用下将

产生附加的变形，定变形后第１个连杆的齐次矩阵为：

：ｒ＝：豫（。。托）

式中：晨（：，ｙ。）＝

Ｃ０８ｙ１

ｓｉｎ＇，１

Ｏ

Ｏ

Ｏ０

０Ｏ

ｌ０

０ｌ

可得：

？ｒ＝

厂ｃｏｓ０１ｃ∞７Ｉ－ｓｉｎ０１ｓｉｎ７Ｉ－－Ｃ０６０１ｓｉｎ７ｌ—ｓｉｎ０ｊｏｏＢ７ｌ０

０

Ｉｓｉｎ０１ｃｏｓ７ｌ＋ｃＯＳ０１ｓｉｎｙｌＣＯＳ０１ｃ∞ｙＩ－ｓｉｎ０１ｓｉｎ７ｌ００

ｌ００１ｚｌ＋乞

Ｌ

ｏｏｏｌ

同理可得：ｒ，；ｒ，：７ｗ，；７唧，：ｒ，？ｒ。

机械臂末端相对于原点的齐次变换矩阵为：

？ｒ＝：ｒ：７ｗ；ｒ：一班一ｒ

３仿真分析

机械臂ＸＮ一６００一ｌ的关节减速器均为中技克

吖

弧

豳

∞

ｏ

ｏ

—

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基于变柔性关节的机械臂运动误差研究

作者：刘燕， 刘洋， LIU Yan， LIU Yang

作者单位：刘燕,LIU Yan(海军工程大学,理学院,湖北,武汉,430033)， 刘洋,LIU Yang(长沙中联重科研究院,湖南,长沙,410013)

刊名：

机械设计

英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN

年，卷(期)：2010,27(12)

参考文献(8条)

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本文链接：https://www.wendangku.net/doc/bf10149240.html,/Periodical_jxsj201012016.aspx