[发明专利]一种并联机器人构建方法

权利要求书

1.一种并联机器人构建方法，其特征在于，具体步骤如下：

构建并联机构，所述并联机构包括基础静平台和动平台，所述基础静平台通过支链与动平台连接；

基于构建好的并联机构，通过闭环矢量法则和虚功原理建立并联机器人的运动学与动力学模型；

根据并联机构的运动特性获取运动学与动力学模型中的优化目标和约束条件，对并联机构的尺度参数和结构参数进行优化设计；

基于优化后的运动学和动力学模型得到并联机器人的控制模型，利用所述控制模型中的驱动参数对并联机器人进行控制，完成并联机器人的构建。

2.如权利要求1所述的并联机器人构建方法，其特征在于，所述构建并联机构具体包括：建立基础静平台，所述基础静平台设置有多个驱动装置；所述基础静平台和动平台通过2个支链连接，每个支链包括一个主动臂、从动臂，主动臂的一端通过转动关节与驱动装置连接，主动臂的另一端通过肘关节串联从动臂，从动臂通过转动副与动平台连接，动平台在二维平面范围内移动；在并联机器人的动平台和基础静平台上建立坐标系O_x,y。

3.如权利要求2所述的并联机器人构建方法，其特征在于，所述基于构建好的并联机构，通过闭环矢量法则和虚功原理建立并联机器人的运动学与动力学模型的具体步骤包括：

首先以所述基础静平台的中心为原点O，建立二维运动坐标系，获取所述转动关节和所述肘关节对应的关节角度变量θ_1i和θ_2i,得到关节向量

根据闭环位置公式：P-sgn(i)dd₁-t₁w_i＝t₂m_i,计算所述动平台上末端执行机构的位置p对应的末端位姿矩阵其中，d表示转动关节与原点的距离，d₁表示转动关节与原点间距单位矢量，w_i＝(cosθ_1i sinθ_1i)^T表示主动臂杆长的单位矢量，m_i＝(cosθ_2i sinθ_2i)^T表示从动臂杆长的单位矢量，t₁和t₂分别表示主动臂和从动臂的杆长；

对闭环位置公式关于时间求导，得到动平台的移动速度u，并获取关于并联机构的速度映射模型，θ_1i＝J*u，其中J代表雅克比矩阵，由雅克比矩阵可得到奇异位信息；

根据虚功原理计算公式：其中，ε表示转动关节的转矩，a表示所述动平台的加速度，d₂＝(01)^T，m表示所述动平台的质量，I_A表示主动臂转轴的转动惯量，ε_Ag主动臂关于转轴的重力矩，得到并联机构的逆动力学公式：ε＝I_A(m/I_AJ^-T+J)a+I_Af(u)+mgJ^-Td₂+ε_Ag。

4.如权利要求3所述的并联机器人构建方法，其特征在于，所述根据并联机构的运动特性获取运动学与动力学模型中的优化目标和约束条件，是通过对并联机器人的运动学与动力学性能指标进行分析，选取并构建合理的性能评价指标实现的。