《并联机器人刚度建模》

书籍：Stiffness Modeling of Parallel Robots
作者：Alexandr Klimchik，Anatol Pashkevich，Damien Chablat
出版：Springer​
编辑：陈萍萍的公主@一点人工一点智能
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01 书籍介绍

本书专注于串联和并联操作手的刚度建模，介绍了虚拟关节建模（VJM）、矩阵结构分析（MSA）和有限元分析（FEA）的基础知识及其改进方法。书中描述的技术考虑了复杂的运动学特性、众多被动关节、不同类型载荷（包括导致操作手配置关键变化的基本载荷），以及线性和非线性刚度分析、传统和非线性顺应误差补偿，以及从虚拟实验中估计刚度参数。
对于VJM的改进集成了外力/扭矩应用于端点、关节内部预加载及施加于中间点的辅助力/扭矩到刚度分析中。提出的技术包括计算与内外载荷对应的平衡配置，并允许获得给定工作空间点的完整非线性力-位移关系。这使设计者能够评估可能导致操作手非线性行为的关键力，如因弹性不稳定（屈曲）造成的突然失效。对MSA的改进使其用户能够对具有多个闭合环路的欠驱动序列结构和过约束结构进行刚度分析。
为了提高VJM和MSA技术模型的准确性，书中引入了一种基于虚拟实验（在CAD/CAE环境中）的专用FEA刚度模型参数识别技术。该技术使VJM和MSA达到了与FEA相当的精度，但显著减少了计算工作量，避免了在整个工作空间内重复重新划分网格。所有讨论的刚度建模技术、运动学特性和加载条件都通过实际例子及相关分析加以说明。

02 作者简介

Alexandr Klimchik博士于2011年在法国南特中央理工大学获得了机械工程（机器人学）博士学位。此前，他在法国IMT Atlantique从事博士后研究。2015年至2022年间，他在俄罗斯Innopolis大学工作，创立了国家机器人和机电一体化能力中心，并担任机器人与计算机视觉研究所所长。他建立了新的机器人本科和研究生课程，并负责制定国家机器人和传感器的战略发展计划。Klimchik博士的研究成果涵盖了新型机器人解决方案的设计、刚度建模、机器人校准、人机协作和外部影响评估等领域。他的研究兴趣在于增强机器人建模、为各种应用设计新型机器人解决方案及其组件，以及通过先进的建模和深度整合机器人与任务相关知识来提升技术任务执行效率。
Anatol Pashkevich博士分别于1977年和1982年从白俄罗斯明斯克无线电工程技术学院获得电气工程硕士学位和控制与机器人学博士学位，并于1997年获得工业自动化的第二个博士学位DSc。自1987年至2007年，他担任白俄罗斯国立信息技术与无线电电子大学的机器人实验室负责人。2008年加入法国“南特矿业学院”，曾任自动化与生产系统系主任及控制、机器人与交互组组长。目前他是法国IMT Atlantique自动化、生产与计算机科学系的名誉教授。他的研究兴趣包括机器人学、制造自动化和计算机辅助设计。他是IFAC TC Manufacturing Plant Control的成员。
Damien Chablat博士于1998年在法国南特大学/南特中央理工大学获得机械工程博士学位。完成博士学位后，夏布洛博士在加拿大麦吉尔大学著名智能机器中心与Jorge Angeles教授共事一年。回到法国后，他于1999年开始在国家科学研究中心（CNRS）工作，并于2011年成为CNRS高级研究员。现在，他在Nantes数字科学实验室的ROMAS团队工作。他的研究兴趣包括机器人学、并联操作手的设计以及工业任务中的人类疲劳评估，以及医疗手术设备的设计。在他指导下，已有22名博士生毕业，目前正在领导另外四个不同研究项目的6名博士生。作为其卓越研究生涯的证明，Damien Chablat洛入选斯坦福大学评选的世界顶尖2%科学家名单。

03 书籍大纲