振动与冲击

作者：李清桓，段清娟，李 帆，段学超

单位：西安电子科技大学机电工程学院，陕西，西安，710071

关键词：绳索-弹簧机构；静刚度；刚度矩阵；海瑟矩阵

刚度是机器人重要的设计评价指标之一，不仅影响机构的动态特性，还决定机器人在负载情况下末端执行器的定位精度。对于n自由度的绳索牵引并联机器人，由于绳索只能承受拉力而不能承受压力，故至少要由n+1根绳索来驱动，冗余驱动的绳索拉力求解非常复杂。当在绳索牵引并联机器人中适当位置引入弹簧，构成绳索-弹簧机构，则可以实现n自由度的绳索-弹簧机构由n根绳索驱动。本文从刚度的基本定义出发，在绳索-弹簧机构静力学平衡方程的基础上推导出机构在可行工作空间内不同位姿点处的刚度矩阵解析表达式，即被动刚度矩阵和主动刚度中海瑟矩阵的解析式。加入弹簧后，绳索驱动机器人在力封闭可行工作空间内的主、被动刚度增加，并以3根绳索1根弹簧和4根绳索的平面3自由度机构模型的数值算例进行了验证。<br>

来源：2017年第10期

《振动与冲击》期刊编辑部

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