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混合驱动五杆机构轨迹规划 及常数电机转速的影响分析 韩 波，郭为忠，邹慧君，张 青 (上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200030) 摘要:运用逆运动学原理和样条函数给出了混合驱动五杆机构的轨迹规划方法，并讨论了常速电机的转速 末端执行器和伺服电机加速度的影响，得出了他们之间的数学关系式。给出了算例并进行了仿真计算，验证 研究的正确性。 关键词:混合驱动;五杆机构;样条函数;轨迹规划 中图分类号:TH112.1;TP241.2文献标识码:A N 丫 anm ngofFive-barHybridDrivenMechanismandEffect TrajectoryPI oftheSpeedofRealTimeNon-AdjustableMotor HANBo,GUOWei-zhong,ZOUHui一jun,ZHANGOing (SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030) Abstract:Thispaperpresentsthetrajectoryplanningoffive-barhybriddrivenmechanismbasedoninverse kinematictheoryandsplineinterpolationfunction,analysestheeffectofrotationalspeedofrealtimenon-adjustable motorontheaccelerationofthemanipulatorendpointandrealtimeadjustablemotorandthenderivesthe mathematicrelationshipbetweenthem.Finallyanexampleontrajectoryplanningisgivenandsimulated. Keywords:hybriddriven;five-barmechanism;splinefunction;trajectoryplanning 翻藏规划是机构学研究中的一个重要方面，一般说来，机 理B样条函数、NURBS)，后者因为其刘.所有的样条曲线都有统 构要完成所规定的任务要进行轨迹规划，特别是多自由度机 一的表达形式，正在取代其它样条函数成为主流，但是其表达 构。机器人的轨迹规划研究起源于20世纪60年代。传统的轨 式相对较为复杂。 迹规划分为两种，一种是关节空间的规划，另一种是在笛卡尔 对于机器人习变规划的文献很多，国内外的学者也是做了 空间的规划。这两种方式各有其优缺点，关节空间的轨迹规划 大量的研究。YoucefToumi[1]提出了机器人高速轨迹控制方 相对要简单，而且一般不会出现奇异位形，但是其末端的运动 法:Luh和Lin[2〕提出三次样条函数法来描述手的CP运动; 轨迹不直观;笛卡尔空间的轨迹规划则比较直观，但在规划过 任敬轶 3【]通过对螺旋理论和空间样条曲线生成原理的有机结 程中容易进入机器人的奇异位形，同时其运动学反解也相对复 合，给出了一种新颖的笛卡尔空间的机器人轨迹规划方法。还 杂。目前工业机器人常用的方法是一种示教法，也就是在机器 有就是轨迹规划时间最优的问题:Kahn和Roth[4]研究机器 人的运动轨迹上取一些关键点，记住这些点所对应的关节坐 人PTP移动轨迹时间最优规划问题，但作了不少假设和近似; 标，然后在每两个关键点之间进行插补。显然，要想使末端执 Kin和Shin“提出了关节空间的最优时间路径规划:钱东海B]‘ 行器严格的按照所要求的轨迹运动，则必须取得足够多的点。 对沿着特定路径运动的机器人的时间最优轨迹规划问题作深 在实际应用中往往需要操作机器人沿着大量的、复杂的空间轨 入研究。近年来，主张采用样条函数法来进行机器人运动习该变