|本期目录/Table of Contents|

[1]李 梦,叶 姣*,孙 诚,等.绳驱并联机器人的滑轮运动学研究[J].武汉工程大学学报,2024,46(02):203-208.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202309009]
　LI Meng,YE Jiao*,SUN Cheng,et al.Pulley kinematics of cable-driven parallel robots[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2024,46(02):203-208.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202309009]
点击复制

绳驱并联机器人的滑轮运动学研究(/HTML)
分享到：

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
46
期数:
2024年02期
页码:
203-208
栏目:
机电与信息工程
出版日期:
2024-04-28

文章信息/Info

Title:
Pulley kinematics of cable-driven parallel robots
文章编号:
1674 - 2869（2024）02 - 0203 - 06
作者:
李 梦; 叶 姣*; 孙 诚; 张家琛
武汉工程大学机电工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
LI Meng;  YE Jiao*;  SUN Cheng;  ZHANG Jiachen
School of Mechanical & Electrical Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
绳驱并联机器人; 滑轮; 运动学; 静力学
Keywords:
cable-driven parallel robot;  pulley;  kinematics;  statics
分类号:
TP242
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202309009
文献标志码:
A
摘要:
绳驱并联机器人末端执行器的高精度运行需要精确的运动学模型提供指导。但传统的绳驱并联机器人运动学模型忽略了滑轮对末端位姿的影响，存在着精度偏低、稳定性较差等问题。为了减小滑轮在运动过程中对于运动学反解造成的影响，提出了一种耦合滑轮运动学的扩展运动学模型。基于八绳六自由度绳驱并联机器人平台，对扩展的运动学模型进行了系列仿真，探究了不同滑轮半径下末端执行器的控制误差。结果表明扩展的运动学模型的绳索的绳长变化量误差、末端执行器的姿态角误差和位移量误差分别减少了2.0%、3.6%、2.2%。滑轮模型的引入有效地提高了绳驱并联机器人的运动稳定性，进一步推动了末端执行器高精度控制的发展。

Abstract:
The high-precision operation of the end-effectors of cable-driven parallel robots requires the guidance of accurate kinematic models. However， traditional kinematic models of cable-driven parallel robots neglect the influence of pulleys on the poses of the end-effectors， resulting in low precision and poor stability. By coupling the kinematics of pulleys， an extended kinematic model was proposed to minimize the influence caused by the pulleys on the kinematic inverse solutions during movements. A series of simulations of the extended kinematic model were carried out on the platform of a 6-degree-of-freedom cable-driven parallel robot constrained by 8 cables， and the control errors of the end-effector with different pulley radius were investigated. The results indicate that the errors of the cable length variation， the attitude angle， and the displacement of the extended kinematics model decrease by 2.0%， 3.6% and 2.2%， respectively. The introduction of the pulley model effectively improves the motion stability of cable-driven parallel robots， which further promotes the development of high-precision control of the end-effectors.

参考文献/References:

［1］ 彭煜祺，魏巍，陈灯，等.基于视觉的工业机器人异常动作检测方法研究［J］.武汉工程大学学报，2021，43（4）：462-467.

［2］ POTT A，MüTHERICH H，KRAUS W，et al. IPAnema：a family of cable-driven parallel robots for industrial applications［C］//Mechanisms and Machine Science. Berlin：Springer，2013：119-134.
［3］ 于兰，郑亚青.3种构型的6自由度绳牵引门式起重机器人的运动学位置逆解分析［J］.华侨大学学报（自然科学版），2012，33（2）：125-128.
［4］ 朱冠亚，张尚盈，黄元峰，等.三自由度绳驱并联机器人运动学分析与仿真［J］.现代制造技术与装备，2018（12）：25-26，28.
［5］ POTT A. Influence of pulley kinematics on cable-driven parallel robots［C］//Latest Advances in Robot Kinematics. Dordrecht：Springer，2012：197-204.
［6］ 陈科举，张尚盈，张继磊，等.基于绳驱并联机器人系统刚度的力/位混合控制［J］.机械传动，2023，47（8）：130-134.
［7］ 吴惠松，林麒，彭苗娇，等.低速风洞飞行器模型编队飞行绳系并联支撑机构［J］.航空学报，2019，40（11）：123144.
［8］ GOUTTEFARDE M，COLLARD J F，RIEHL N，et al. Geometry selection of a redundantly actuated cable-suspended parallel robot［J］.IEEE Transactions on Robotics，2015，31（2）：501-510.
［9］ 王志军，王俊鹏.1R2T-1R型绳索驱动下肢康复机器人运动学及其工作空间［J］.机械传动，2023，47（10）：110-116.
［10］ 廖斌，陆佳琪，李煜，等.基于绳牵引并联机构的上肢康复机器人设计［J］.科学技术与工程，2022，22（32）：14229-14236.
［11］ 徐晨阳，张建斌，陈伟海，等.绳驱动上肢外骨骼康复机器人穿戴机构设计［J］.机器人，2021，43（4）：463-471.
［12］ 张傲杰，张尚盈，陈皓晖.绳驱并联机器人实时正解数值算法［J］.机床与液压，2021，49（18）：1-4.
［13］ 梁任新.缆索吊装系统在特大型桥梁施工中应用［J］.建材与装饰，2016（43）：224-225.
［14］ 潘洪涛，党海霞.矿用卷缆车自动跟车系统［J］.露天采矿技术，2022，37（6）：96-99.
［15］ 刘映楼.一种电梯地坎防夹绳装置的设计［J］.中国特种设备安全，2023，39（6）：80-83，97.
［16］ 秦志伟，刘振，高海波，等.关节混合空间控制下的冗余绳驱并联机器人绳力分布特性分析［J］.力学学报，2023，55（2）：497-510.
［17］ POTT A，SCHMIDT V. On the forward kinematics of cable-driven parallel robots［C］//2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Piscataway：IEEE，2015：3182-3187.

相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-09-13
基金项目：武汉工程大学第十四届研究生教育创新基金（CX2022110）
作者简介：李 梦，硕士研究生。Email：2822393922@qq.com
*通信作者：叶 姣，博士，讲师。Email：yejiao@wit.edu.cn
引文格式：李梦，叶姣，孙诚，等. 绳驱并联机器人的滑轮运动学研究［J］. 武汉工程大学学报，2024，46（2）：203-208.



更新日期/Last Update: 2024-05-01