中国科学院长春光学精密机械与物理研究所初永志获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院长春光学精密机械与物理研究所申请的专利一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116476065B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310477008.6,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法是由初永志;韩哈斯敖其尔;黄胡泽;徐振邦;吴清文设计研发完成,并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及自动化技术领域,具体提供了一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法,包括如下步骤:S1:建立冗余驱动并联机器人的参数化动力学模型;S2:给定并联机器人的末端轨迹与受力情况,利用并联机器人动力学逆解,结合现有驱动力的优化分配方法以计算出各支腿的驱动力,对冗余驱动力进行协调分配;S3:以各支腿驱动力平方和最小为目标函数,利用智能优化算法对结构参数进行优化。本发明可使各支腿驱动力的分配更均匀合理,可满足大载荷工况下冗余并联机器人的设计需求。
本发明授权一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法在权利要求书中公布了:1.一种大载荷大平台冗余驱动并联机器人的结构设计方法,其特征在于,包括如下步骤: S1:建立冗余驱动并联机器人的参数化动力学模型; S2:计算并联机器人各支腿的驱动力,对冗余驱动力进行协调分配;给定并联机器人的末端轨迹与受力情况,利用并联机器人动力学逆解,结合现有驱动力的优化分配方法来计算各支腿的驱动力;具体包括: S21:在给定并联机器人上平台末端的运动轨迹与受力情况下,初始参数化动力学模型为: 其中,为支腿驱动力的虚功,为动平台受外力与外力矩的虚功,为动平台惯性力与惯性力矩的虚功,此处的动平台即并联机器人的上平台,为上支腿质心上的外力和惯性力虚功,为上支腿惯性力矩的虚功,为下支腿质心上的外力和惯性力虚功,为下支腿惯性力矩的虚功; S22:设fD=[fD1fD2…fD12]T,则将逆速度雅可比矩阵转置为力雅可比矩阵带入公式1中得到公式2: 其中,为逆速度雅可比矩阵转置,为上支腿质心逆速度雅可比矩阵转置,为支腿逆角速度雅可比矩阵转置,为下支腿质心逆速度雅可比矩阵转置,fD为各支腿的驱动力;上式中雅可比矩阵转置,由并联机器人上平台和下平台上的铰链点位姿,上平台和下平台间的位姿,及上平台的位姿决定,即与并联机器人结构参数直接相关; S23:利用广义逆法对公式2动力学模型进行驱动力分配,通过公式3计算得到并联机器人各支腿的驱动力fD,以对冗余驱动力进行协调分配: 其中,即为的广义逆法; S3:以各支腿驱动力平方和最小为目标函数,利用智能优化算法对结构参数进行优化,对并联机器人上平台、下平台上的铰链点位姿以及上平台、下平台间的位姿进行优化,获得最优的铰链点位姿与上平台、下平台间的位姿。
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