四索牵引摄像机器人的动力学建模及仿真

摘要

索牵引并联机器人具有承载能力强、结构紧凑、工作空间大等优点,其不足之处是绳索只能受拉不能受压而必须采用冗余驱动。为了进一步研究高速柔索牵引摄像机器人的机动性与稳定性,本文在动力学理论分析的基础上对四索牵引摄像机器人进行了动力学建模、轨迹规划、不同轨迹的仿真分析,旨在提升索牵引并联机器人的工作性能和解决实际工程应用的技术难题。
　　首先,研究并推导了悬索的悬链线方程,在此基础上建立了四索牵引摄像机系统的动力学模型,并给出了该驱动冗余系统索力最小二乘解的迭代算法。
　　其次,研究了柔索和滑轮的不同建模方法,利用动力学仿真软件ADAMS建立了四索牵引空间移动机构的虚拟模型。
　　最后,在典型轨迹下分别采用位移驱动和索力驱动两种方式对模型进行动力学仿真,通过分析仿真结果研究影响末端执行器运动精度的不同因素。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 索牵引并联机构简介

1.3 索牵引并联机构研究现状

1.4 本文研究的背景意义及主要工作

第二章 索牵引相关理论

2.1 引言

2.2 悬索的非线性悬链线方程

2.3 末端云台的动平衡方程

2.4 四索牵引系统的动力学方程

2.5 本章小结

第三章 索牵引机构的力学建模

3.1 引言

3.2 ADAMS 软件相关理论

3.3 悬索结构的建模

3.4 滑轮的建模

3.5 四索牵引空间模型及检验

3.6 本章小结

第四章 四索冗余驱动摄像机器人的动力学仿真分析

4.1 引言

4.2 轨迹规划及数值求解

4.3 基于位移驱动的仿真分析

4.4 基于冗余索力驱动的仿真分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

在研期间研究成果