[發(fā)明專利]一種離散型索驅動并聯(lián)機器人的可重構控制方法

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• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109968354A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 湯奧斐;楊癸庚;劉彥偉;元振毅;郭偉超;孔令飛;郭曉玲
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J9/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

本發(fā)明公開了一種離散型索驅動并聯(lián)機器人的可重構控制方法，具體包括如下步驟：定義RCDPRs的常數設計參數；定義RCDPRs的出索點[u]_v所在的網格位置，得出出索點的網格總數n_v；求解RCDPRs的配置總數；確定RCDPRs要執(zhí)行的任務；確定動平臺在執(zhí)行任務期間需要滿足的一組約束函數；識別配置的可行性變換并創(chuàng)建配置的可行性變換圖；選擇RCDPRs所需配置；創(chuàng)建圖形；定義一組成本函數μ_t，成本函數用于計算可行性圖中每個弧的成本；根據Dijkstra算法搜索圖形計算連接節(jié)點N₀到N_e的最短路徑。本發(fā)明解決了現(xiàn)有離散型索驅動并聯(lián)機器人存在的剛度小、碰撞多的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于索驅動并聯(lián)機器人技術領域，涉及一種離散型索驅動并聯(lián)機器人的可重構控制方法。

背景技術

以往對索驅動并聯(lián)機器人(CDPRs)的大多數研究中，動平臺和機架與纜索的連接點位置是固定的，這些連接點在設計階段就已經被確定好了。然而，這種固定配置的連接點并不總是合適的，此外，在某些情況下也需要機器人有重新配置的能力，例如CDPRs工作空間內纜索與物體發(fā)生碰撞等。于是，引入一種新型的可重構索驅動并聯(lián)機器人(RCDPRs)。把機架與纜索連接點定義為出索點，RCDPRs就是通過改變出索點的位置重新對纜索進行布局，從而增加機器人的靈活性，并在一定的約束下獲得更好的性能。例如，避免纜索與環(huán)境之間的碰撞、擴大工作空間、提高剛度、加強有效負載能力、減小纜索張力等。目前，可重構索驅動并聯(lián)機器人根據出索點位置的變化方式主要分為兩大類：1)出索點位置離散型變化的稱作離散型可重構索驅動并聯(lián)機器人，離散型可重構索驅動并聯(lián)機器人適合雜亂環(huán)境下要求遵循規(guī)定路徑且纜索之間不發(fā)生干涉的情況；2)出索點位置連續(xù)型變化的稱作連續(xù)型可重構索驅動并聯(lián)機器人。不同類型的索驅動并聯(lián)機器人有不同的可重構控制方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種離散型索驅動并聯(lián)機器人的可重構控制方法，解決了現(xiàn)有離散型索驅動并聯(lián)機器人存在的剛度小、碰撞多的問題。

本發(fā)明所采用的技術方案是，一種離散型索驅動并聯(lián)機器人的可重構控制方法，具體包括如下步驟：

步驟1，定義RCDPRs的常數設計參數，主要包括：纜索的數量，l；纜索的性能參數，即彈性模量E，直徑電機參數，包括電機轉矩τ_M，轉速 w_M，變速箱傳動比i_R，滾筒直徑d_W；纜索與動平臺的連接點B_i在局部坐標系下的位置；

步驟2，定義RCDPRs的出索點[u]_v所在的網格位置，得出出索點的網格總數n_v；

步驟3，求解RCDPRs的配置總數；

步驟4，確定RCDPRs要執(zhí)行的任務；

步驟5，確定動平臺在執(zhí)行任務期間需要滿足的一組約束函數

步驟6，識別配置的可行性變換并創(chuàng)建配置的可行性變換圖；

步驟7，選擇RCDPRs所需配置；

步驟8，根據步驟7選擇的配置創(chuàng)建圖形；

步驟9，定義一組成本函數μ_t，成本函數用于計算可行性圖中每個弧的成本；

步驟10，根據Dijkstra算法搜索圖形計算連接節(jié)點N₀到N_e的最短路徑。

本發(fā)明的特點還在于，

步驟3的具體過程如下：