位-力驱动的线驱连续型机器人的动力学建模及实验验证

• 作者: 刘忠振 蔡志勤 彭海军 王刚 张欣刚 吴志刚
• 学科: 工学
• 关键词: 连续型机器人 线驱动 集中质量矩阵 动力学
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 页码范围: 410-417,430
• 页数: 8页
• 分类号: TH113
• 语种: 中文
• DOI: 10.13973/j.cnki.robot.210272

摘要

提出了一种位-力混合驱动的线驱连续型机器人的动力学模型。首先，基于集中质量矩阵法进行机器人动力学建模，将机器人动能的连续积分等效离散为三点求和形式，可简化建模过程并提升仿真的计算效率。其次，分析了驱动力与驱动线几何约束的力学关系，将线驱动作用等效建模为电机的驱动参数与牵引线张力的线性方程组，不仅可以精确地满足牵引线对系统的约束条件，还可以在不使用拉力传感器的条件下得到线的驱动力，降低了机器人成本及控制难度，这种方法适用于任意数量牵引线的连续型机器人。最后，将线驱连续型机器人的仿真和实验结果进行对比，机器人末端点的轨迹最大误差为3.85%，验证了所提模型的有效性。