基于广义坐标形式动力学的6-RUS并联机器人零力控制

针对6-RUS并联机器人的拖动示教零力控制问题,提出基于广义坐标形式动力学模型的解决方法.首先,引入动态摩擦模型,建立广义坐标形式的动力学模型;利用全局区域法获取电机在工作空间某位置的实际输出转矩,并采用Savitzky-Golay(SG)算法平滑噪声,分析机构自身噪声对转矩数据的影响.然后,结合6-RUS并联机器人动力学方程构建电机的期望输出转矩,补偿电机的期望转矩与实际转矩之间的误差,实时跟踪电机转矩实现零力控制.最后,在6-RUS并联机器人平台上进行实验.结果表明,在不同负载情况下,电机的预测与实际输出转矩之间误差均在8.25％以下;在完成相同示教过程中,本文方法所需的末端力矩仅为2.2N·m,而基于重力矩与摩擦力矩补偿的零力控制方法为3.4N·m,验证了本文零力控制法的有效性.与传统零力控制方法相比,该方法简化了动力学建模步骤,提高了构建期望电机转矩的效率,解决了机器人静止、启动、运动反向阶段期望电机转矩预测不精确的问题,同时实时补偿了转矩误差,使得机器人获得更好的拖动效果.