平面1R2T绳索牵引并联机器人静态刚度分析

"平面绳索牵引并联机器人静态刚度 - 王克义，孟浩，郭培培等" 平面绳索牵引并联机器人是一种在机械工程领域中具有广泛应用前景的创新设计，它利用绳索作为传动媒介，通过并联结构实现对动平台的精确控制。这种机器人结构在许多场合，如精密装配、医疗康复、航天器模拟等，都有其独特优势。然而，其静态刚度是评估机器人性能和定位精度的关键参数。 本文由王克义、孟浩和郭培培等人撰写，主要关注的是平面1R2T（一个旋转关节和两个牵引绳索）绳索牵引并联机器人的静态刚度分析。研究者首先建立了机构的静态力螺旋平衡方程，这是分析并联机器人刚度的基础。通过微分变换，他们推导出动平台静态刚度的数学表达式，揭示了绳索拉伸刚度和绳索拉力对静态刚度的耦合影响。 绳索拉伸刚度是决定机器人刚度的重要因素，它反映了绳索在受力时抵抗变形的能力。而绳索拉力则直接影响到动平台的位移响应。通过有限元软件ANSYS，研究人员构建了平面绳索牵引并联机器人的模型，以仿真不同绳索布置方案和各种最小拉力条件下的静态刚度。仿真结果表明，在绳索最小拉力较小的情况下，静态刚度随拉力增大而增加，说明绳索拉力对系统刚度有显著影响。然而，当绳索最小拉力达到一定值后，其对静态刚度的影响减弱，甚至几乎可以忽略不计。 这项研究对于理解绳索牵引并联机器人的静态行为，优化设计参数，提高系统的定位精度和运动控制性能具有重要指导意义。关键词包括绳索牵引、1R2T结构、并联机器人、静态刚度和有限元分析方法。此研究不仅深化了对绳索牵引系统力学特性的认识，也为未来相关技术的发展提供了理论支持。