新型柔索并联机器人：轨迹规划与控制技术

"两段抛物线轨迹规划-机器人与数控技术相关讲座内容" 在机器人与数控技术领域，两段抛物线轨迹规划是一种常见的运动控制策略，尤其在运动距离有限，无法达到最大速度的情况下。这种规划方法允许机器人或数控设备在短时间内实现平滑且高效的路径过渡，减少了加减速过程中的动态冲击，提高了系统的整体性能。 首先，我们要理解两段抛物线轨迹规划的基本原理。在这样的规划中，运动路径通常被分为两个连续的抛物线段，这两个抛物线段在起点和终点处连续且切线相同，使得运动物体能够从静止开始，逐渐加速到某个中间速度，然后再逐渐减速至停止，整个过程形成一个连续光滑的曲线。这种方法可以保证机器人的运动更加平稳，避免因快速加速和减速导致的机械应力。 在讲座中，主讲人刘宇提到了一种新型柔索并联机器人系统的研究与开发。该系统利用3台步进电机驱动3条柔索，通过力矩电机控制操作杆压力，确保柔索张力恒定。这种设计大大简化了机构，减少了构件数量，同时保持了必要的自由度。柔索驱动具有以下特点和优点： 1. 结构简化：用一条柔索替代传统机构中的移动副和转动副，减少构件，降低了系统的复杂性。 2. 减少约束：取消P点的3个虎克副，降低了结构间的相互影响，提高了系统的灵活性。 3. 力的控制：在R点施加适当力，保证柔索的拉力适中，维持系统的稳定。 机构的自由度是评估其运动能力的重要指标。在空间机构中，Kutzbach-Grubler公式用于计算自由度。在这个特定的柔索并联机器人系统中，计算表明它具有3个自由度，这意味着操作杆PR的位置可以通过3个参数来确定。此外，系统的姿态和位置变量之间存在耦联关系，这在控制系统设计时需要考虑。 除了柔索并联机器人，讲座还涉及了模糊控制MATLAB仿真实例和数控机床开发案例，这些都是现代机器人与数控技术的重要组成部分。模糊控制提供了一种处理不确定性问题的方法，可以改善系统的鲁棒性和适应性。而数控机床的开发则强调了如何将先进的控制理论应用到实际制造设备中，提高加工精度和效率。 两段抛物线轨迹规划是机器人与数控技术中的关键技术，它与新型柔索并联机器人系统的设计相结合，可以实现更高效、更精确的运动控制。同时，模糊控制和数控机床开发也是这一领域的研究热点，它们共同推动了机器人与数控技术的持续发展和创新。