[发明专利]一种混联机器人刚度模型的解耦方法

权利要求书

1.一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，建立每一个弹性元件应变能基于末端外部载荷的表达式，其步骤为：

步骤一，建立并联模块支链的约束螺旋系，

以并联模块支链为研究对象，基于螺旋理论建立支链的约束螺旋系W_i；

步骤二，建立支链的应变能，

建立考虑连杆和关节弹性的整个支链的应变能和柔度矩阵

式中，和分别表示分支i的第j个杆件和关节由于弹性变形存储的应变能，C_e,i为分支i由于元件弹性产生的与约束螺旋系对应的紧凑柔度矩阵，U_e,i为分支i的应变能；

步骤三，建立约束螺旋系与末端外部载荷的映射关系，

W_i＝D_piW_p

式中，W_p为机器人末端的外部载荷，D_pi为W_p到W_i的映射矩阵；

步骤四，建立串联模块的应变能，

式中，C_ps为串联模块的柔度矩阵，U_s为串联模块的应变能；

步骤五，建立机器人的整体应变能，

步骤六，解耦每一个弹性元件对机器人整体刚度性能的贡献，

式中，Δ_p,s、和分别为串联模块、支链i的第j个连杆和支链i的第j个关节对机器人末端弹性变形的贡献。μ_ij为应变能因子指标。

2.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，所述步骤二中，根据螺旋理论与应变能理论建立与约束螺旋系对应的支链紧凑柔度矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，所述步骤二中，每一个弹性元件以及支链应变能基于约束螺旋系的表达式。

4.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，所述步骤四中，串联模块应变能基于末端载荷的表达式。

5.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，在所述步骤五中，每一个弹性元件应变能基于末端外部载荷的表达式。

6.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，在所述步骤六中，根据应变能方法和卡氏定理，解耦每一个弹性元件对机器人整体刚度性能的贡献，确定每一个弹性元件对末端弹性变形的贡献。

7.根据权利要求1所述的一种混联机器人刚度模型的解耦方法，其特征在于，在所述步骤六中，从应变能的角度定量评价每一个弹性元件对机器人整体刚度性能的贡献。