绳牵引并联起重机器人的分类、应用与控制系统研究

本文档深入探讨了6自由度绳牵引并联起重机器人的研究进展，发表于2009年的华侨大学学报（自然科学版）。绳牵引并联机器人以其结构简单、惯性小、工作空间大和运动速度快等优势，在起重领域展现出广阔的应用前景。该研究首先概述了绳牵引并联机器人的优点及其在不同领域的应用，如物料搬运、工业加工、虚拟现实和体育训练。 论文着重介绍了绳牵引并联机器人的分类，依据矢量封闭原理，按照绳索根数m和末端执行器自由度n的关系，可分为四类：不完全约束定位机构（IRPMs，m=n）、完全约束定位机构（CRPMs，m=1+n）、过约束定位机构（RRPMs，m>1+n）和欠约束定位机构（URPMs，m<n）。这四类机器人均可以作为起重机器人用于货物吊装任务。 特别关注的是，文中提出了在欠约束的、由三根绳牵引的6自由度并联起重机器人中，通过在每个支链上添加一个移动自由度的杆支撑机构，形成了一种新型的6自由度机器人系统。这种设计使得机器人机构的配置与吊具可控工作空间有了紧密的联系，从而提高了作业的灵活性和精准度。 作者还提出了简化而可行的反馈控制策略，旨在实现吊具轨迹的精确跟踪，进一步提升了机器人的控制性能。此外，文章扩展了6自由度机器人的概念，引入了含三个刚柔混合支链的6自由度并联起重机器人，将其应用到大型造船门式起重机的改造项目中，展示了其在复杂环境下的适应性和实用性。 这篇论文的关键点包括绳牵引并联机器人的分类、机构优化、控制策略以及其实用应用，对于理解并推进这一领域的技术发展具有重要意义。通过阅读这篇文章，读者可以了解到绳牵引并联机器人如何在现代工业环境中发挥其独特的优势，以及未来可能的发展方向。