並列ロボットは、多数のリンクと関節を持ち、高度に結合した非線形システムであり、高速性、高剛性、大荷重などの明確な利点があり、工業分野で広く応用されています。しかし、関節数の増加により、この種のロボットの運動学的なデカップリングと高精度かつ安定した制御が困難になります。広範囲平行移動を実現する3-RRRU並列ロボットの自動軌跡追従および制御安定性を達成するために、運動学的デカップリングおよび速度適応計画手法に関する体系的かつ深い研究が行われました。まず、DH法を用いてロボットの運動学モデルを構築し、構造的拘束条件に基づいて運動学的デカップリング計算を完了し、S字型制御戦略に速度適応修正機構を追加して、異なる軌跡に応じて最大速度パラメータを自動計算・修正し、適応的な最適化を実現しました。次に、レーザートラッカーを用いてロボット軌跡を動的に追跡し、S字速度制御戦略と梯形速度制御戦略の下で追跡精度を比較分析しました。梯形速度計画における最大誤差は4.513 mmに達し、S字制御戦略の3倍であり、位置誤差曲線に複数のピーク値が現れ、速度の急激な変化により運動安定性が低下していることを示しています。最後に、S字速度計画の下で適応修正機構の適用前後におけるロボットの安定性および軌跡追従精度をテストしました。実験結果は、計画された経路がロボットの元の最大速度への加速を困難にするとき、軌跡の末端に大きな慣性速度が存在し、位置ピーク誤差が2.676 mmで、修正後の最大誤差の2.4倍であり、明らかな衝撃効果を伴っていることを示しました。適応修正機構の導入後、円軌跡の開始点と終了点の位置誤差はそれぞれ0.722 mmと0.382 mmであり、相対位置偏差はわずか0.34 mmで、末端位置誤差は修正前と比べて一桁低減し、ロボットの慣性衝撃効果の問題を効果的に解決し、全体の軌跡追従精度および制御の安定性を大幅に向上させました。

大範囲平動;並列ロボット;運動学的デカップリング;適応制御;精度