基于对偶二次规划的六足并联机器人驱动力分配

作     者：辛桂阳 钟国梁 王恒升 邓华 XIN Guiyang;ZHONG Guoliang;WANG Hengsheng;DENG Hua

作者机构：中南大学机电工程学院 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2018年第54卷第7期

页      面：20-27页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划 2013CB035504)资助项目 

主　　题：六足并联机器人 二次规划 对偶理论 驱动力分配 

摘      要：针对六足并联机器人冗余驱动问题,提出以降低能耗,提高承载能力为目标的驱动力优化分配方法。通过建立六足并联机器人运动学与动力学模型,得到机器人关节驱动力与脚力间转换关系。在分析机器人动态平衡条件并考虑摩擦约束、最大驱动力约束及触地约束的基础上,建立以驱动力平方和最小为目标函数的二次规划问题。基于QR分解的广义消去法消去等式约束减少约束方程的数量以提高优化问题的求解速度,采用对偶理论将问题转化为对偶二次规划问题可以进一步提高求解速度。分析了多足机器人与多指灵巧手动力学模型的不同,因此两者的二次规划目标函数也存在不同。同时与传统的以内力最小为目标函数的方法比较,表明该方法能够充分利用地面摩擦力以减小驱动力,从而提高承载能力,降低能量消耗。