緊耦合多機(jī)器人聯(lián)合吊運(yùn)系統(tǒng)逆運(yùn)動學(xué)求解

趙志剛，滕富軍，石廣田，李勁松，季鋼

(1.蘭州交通大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.上海交通大學(xué) 機(jī)械與動力工程學(xué)院， 上海 200030)

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緊耦合多機(jī)器人聯(lián)合吊運(yùn)系統(tǒng)逆運(yùn)動學(xué)求解

趙志剛1，滕富軍1，石廣田1，李勁松2，季鋼2

(1.蘭州交通大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.上海交通大學(xué) 機(jī)械與動力工程學(xué)院， 上海 200030)

摘要：針對多機(jī)器人共同吊運(yùn)同一個物體形成閉運(yùn)動鏈的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，在給定系統(tǒng)構(gòu)型的基礎(chǔ)上，建立了系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模型，并建立了系統(tǒng)動力學(xué)模型。分析了系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)逆解，根據(jù)被吊運(yùn)物體的六個自由度期望運(yùn)動，給出了逆運(yùn)動學(xué)的解析表達(dá)式。利用UG/ADAMS/MATLAB虛擬控制仿真系統(tǒng)，搭建了多機(jī)器人吊運(yùn)系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺。在確定的參數(shù)條件下，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建立模型的合理性及逆運(yùn)動學(xué)解析表達(dá)式的準(zhǔn)確性，為進(jìn)一步研究系統(tǒng)的軌跡規(guī)劃、路徑跟蹤、穩(wěn)定性等問題奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：多機(jī)器人；吊運(yùn)；逆運(yùn)動學(xué)分析；仿真驗(yàn)證

柔性緊耦合多機(jī)器人聯(lián)合吊運(yùn)系統(tǒng)是多機(jī)器人系統(tǒng)的重要分支，現(xiàn)階段關(guān)于柔性緊耦合多機(jī)器人聯(lián)合吊運(yùn)系統(tǒng)的研究雖然剛剛起步，但已逐漸成為研究熱點(diǎn)。在文獻(xiàn)[1]中利用 Kaman K-MAX 全尺寸無人直升機(jī)來實(shí)現(xiàn)吊運(yùn)操作。Markus Bernard等[2]利用兩架小型無人直升機(jī)做了吊運(yùn)實(shí)驗(yàn)。 I.Maza等[3-4]用三架小型無人直升機(jī)進(jìn)行了吊運(yùn)控制實(shí)驗(yàn) 。Nathan Michael等[5]考慮了被吊運(yùn)物的穩(wěn)定性及靜力學(xué)平衡，討論了多機(jī)吊運(yùn)系統(tǒng)的空間配置。隨后，Qimi Jiang等[6]建立了多機(jī)吊運(yùn)系統(tǒng)的逆運(yùn)動學(xué)模型。……