33、工业机器人最小能耗轨迹规划与坐式下肢康复系统设计

工业机器人最小能耗轨迹规划与坐式下肢康复系统设计

工业机器人最小能耗轨迹规划

在工业机器人应用中，降低能耗是一个重要的研究方向。通过对机器人线性轴的建模和分析，可以实现最小能耗轨迹的规划。

机器人线性轴模型

机器人线性轴的运动可以用一系列参数来描述，包括伺服电机惯性 ( j_m )、负载质量 ( m )、减速比 ( K_r ) 等。所需的扭矩 ( \tau(t) ) 由以下公式给出：
[
\tau(t) = (j_m/K_r + mK_r) \ddot{q}(t) + f_vK_r \dot{q}(t) + mgK_r + f_sK_r
]
其中，( f_s ) 和 ( f_v ) 分别是库仑摩擦系数和粘性摩擦系数。电机相中的瞬时电流 ( i(t) ) 和电压 ( e(t) ) 可以表示为：
[
i(t) = \tau(t)/K_t = b_1 + b_2 \dot{q}(t) + b_3 \ddot{q}(t)
]
[
e(t) = R i(t) + K_e/K_r \dot{q}(t) = b_4 + b_5 \dot{q}(t) + b_6 \ddot{q}(t)
]
这里，( K_t ) 和 ( K_e ) 分别是电机扭矩常数和反电动势常数，( b_i ) 的值由以下公式确定：
[
b_1 = (mg + f_s)K_r/K_t
]
[
b_4 = R b_1
]
[
b_2 = f_vK_r/K_t
]
[
b_5 = R b_2 + K_e/K_r