混联支路并联机器人动力学建模新法：简化分析与应用

混联支路并联机器人因其独特的优点，如独立运动输出、高刚度和良好的控制性能，被广泛应用于工业和科研领域。然而，其内部复杂的支路结构，尤其是闭环结构的存在，使得运动学分析和动力学建模变得更为复杂。传统的动力学建模方法在处理这类机器人时面临挑战。 本文提出了一种创新的混联支路并联机器人动力学建模方法，通过将支链与动平台分离，并将混联结构简化为串联支路或树状结构，利用虚功原理和等价树状结构来构建模型。这种方法的优点在于能够推导出封闭形式的逆动力学和正动力学模型，模型的维数与机器人的自由度数相匹配，提高了分析效率。 作者利用最小惯性参数和递推牛顿一欧拉法进一步优化了支路逆动力学模型的计算，这有助于减少计算时间，使得在实际应用中如运动学分析和动力学控制等方面更加高效。文章以两种具体的混联支路并联机器人为例，验证了该方法的有效性和适用性，无论对于何种类型的混联结构，都可以指导其结构参数设计和驱动器选择，同时为实时动力学控制提供了理论支持。 这项研究不仅弥补了当前并联机器人动力学建模领域对混联支路关注不足的问题，而且为混联支路并联机器人的设计、控制和性能优化提供了强有力的方法论工具。它将推动并联机器人技术的发展，尤其是在需要高精度和复杂运动路径的应用场景中。同时，研究中引用的多种动力学建模方法，如牛顿一欧拉法、螺旋理论和拉格朗日方法，为后续研究者提供了宝贵的参考框架。