CN117051256A - 一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置及其控制方法，它具体涉及铝液精炼工艺的自动化作业技术领域。本发明为了解决目前铝液精炼行业里，工人操作难度大、效率低、有毒粉尘影响身体健康、精炼质量难以保证以及现有通用机械臂无法携带大惯量工装远距离盲区柔顺作业的问题。本发明包括机械臂主体单元、重力矩补偿单元、工装抱紧输送单元和工装更换单元，机械臂主体单元包括弧形滑轨、弧形滑块机构、俯仰力矩补偿平台、偏航旋块机构、旋转大臂机构、旋转小臂机构和三自由度并联平台。本发明用于铝液精炼。

Description

一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及铝液精炼工艺的自动化作业技术领域，具体涉及一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置及其控制方法。

背景技术

多自由机械臂是一种复杂的机械系统，具备多输入，多输出，强耦合与非线性的特点。可以在工作空间内高效灵活的完成抓取、移动、输送、转配、加工等功能。

金属铝由于各种优良的金属特性，已经成为国家的一种金属资源。然而特种高压铝线的铝液精炼行业仍旧采取传统的人力操作，不仅铝液精炼的效率低下，而且 24小时连续作业劳动强度大，反应挥发的粉尘具有一定毒性，危及人身健康，更重要的是铝液精炼的质量与作业人员经验密切相关。同时，工业4.0的到来要求重工业全面推广自动化工厂，铝液精炼自动化是一种必然的发展趋势。铝液保温炉内900℃以上的高温环境，机械臂必须携带长杆工装进行远距离、远心作业，工作空间在机械臂附近，无法满足远距离作业；长杆工装大范围作业时存在惯量变化大，存在作业时与炉体磕碰失稳风险，要求机械臂必须具备大惯量摄动与强外扰的高稳定性能，通用机械臂无法完成盲区作业以及炉门约束的需求，需要设计专用机械臂进行自动化作业。

发明内容

本发明为了解决目前铝液精炼行业里，工人操作难度大、效率低、有毒粉尘影响身体健康、精炼质量难以保证以及现有通用机械臂无法携带大惯量工装远距离盲区柔顺作业的问题，进而提出一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置及其控制方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置包括机械臂主体单元、重力矩补偿单元、工装抱紧输送单元和工装更换单元，机械臂主体单元包括弧形滑轨、弧形滑块机构、俯仰力矩补偿平台、偏航旋块机构、旋转大臂机构、旋转小臂机构和三自由度并联平台，弧形滑块机构与弧形滑轨滑动连接，旋转大臂机构的上端通过偏航旋块机构与弧形滑块机构的下端连接，三自由度并联平台的中部通过旋转小臂机构与旋转大臂机构的下端连接，俯仰力矩补偿平台设置在弧形滑块机构与三自由度并联平台之间，工装抱紧输送单元通过重力矩补偿单元与三自由度并联平台连接，工装更换单元设置在弧形滑轨的一侧。

进一步地，所述弧形滑块机构包括弧形滑块、弧形滑块驱动电机和弧形滑块光栅传感器，弧形滑块套装在弧形滑轨的外侧，弧形滑块驱动电机设置在弧形滑块的上端，且弧形滑块驱动电机的输出轴驱动弧形滑块沿弧形滑轨的长度方向上移动，弧形滑块光栅传感器设置在弧形滑块驱动电机输出轴的一侧。

进一步地，所述俯仰力矩补偿平台包括卷扬轮驱动电机、卷扬轮驱动电机编码器、卷扬轮和线缆，卷扬轮设置在弧形滑块机构的一侧，卷扬轮驱动电机的输出轴与卷扬轮固接，线缆的一端与卷扬轮的外侧壁固接，线缆的另一端与三自由度并联平台上端的一侧固接，卷扬轮驱动电机编码器设置在卷扬轮驱动电机输出轴的一侧。

进一步地，所述偏航旋块机构包括偏航旋块、偏航旋块驱动电机和偏航旋块电机编码器，偏航旋块与弧形滑块机构的下端转动连接，偏航旋块驱动电机设置在偏航旋块的一侧，且偏航旋块驱动电机的输出轴驱动偏航旋块绕竖直轴线转动，偏航旋块电机编码器设置在偏航旋块驱动电机输出轴的一侧。

进一步地，所述旋转大臂机构包括旋转大臂、旋转大臂驱动电机和旋转大臂电机编码器，旋转大臂的上端与偏航旋块机构的下端转动连接，旋转大臂驱动电机设置在旋转大臂上端的一侧，且旋转大臂驱动电机的输出轴驱动旋转大臂绕水平轴线转动，旋转大臂电机编码器设置在旋转大臂驱动电机输出轴的一侧；

所述旋转小臂机构包括旋转小臂、旋转小臂电机和旋转小臂电机编码器，旋转小臂的上端与旋转大臂的下端转动连接，旋转小臂驱动电机设置在旋转小臂上端的一侧，且旋转小臂驱动电机的输出轴驱动旋转小臂绕水平轴线转动，旋转小臂电机编码器设置在旋转小臂驱动电机输出轴的一侧。

进一步地，所述三自由度并联平台包括定平台驱动电机、一维俯仰力矩传感器、定平台、动平台、三个平台连接导轨、两个平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组、三个平台连接导杆、平台连杆旋转单元驱动电机和平台连杆旋转单元编码器，定平台上端面的中部与旋转小臂机构的下端转动连接，定平台驱动电机设置在定平台上端面中部的一侧，且定平台驱动电机的输出轴驱动定平台绕水平轴线转动，一维俯仰力矩传感器设置在定平台驱动电机输出轴的一侧；

动平台设置在定平台的正下方，定平台与动平台之间沿圆周方向对称设有三组支撑单元，每组支撑单元均包括平台连接导轨和平台连接导杆，平台连接导轨和平台连接导杆同轴设置，平台连接导轨的下端套装在平台连接导杆上端的外侧且与平台连接导杆滑动连接，平台连接导轨的上端与定平台的下端面之间通过球铰副转动连接；

三组支撑单元分别为主驱动支撑单元、辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元，主驱动支撑单元的平台连接导杆的下端与动平台的上端面之间通过旋转副转动连接，平台连杆旋转单元驱动电机设置在动平台上端面的一侧，且平台连杆旋转单元驱动电机的输出轴驱动旋转副绕水平轴线转动，平台连杆旋转单元编码器设置在平台连杆旋转单元驱动电机输出轴的一侧，主驱动支撑单元和辅助驱动支撑单元的内部均设有平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组，辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元的平台连接导杆的下端与动平台的上端面之间通过球铰副转动连接。

进一步地，所述重力矩补偿单元包括重力矩补偿机构，重力矩补偿机构为一个一级倒立摆，重力矩补偿机构包括重力矩补偿机构移动滑块、飞轮、重力矩补偿机构飞轮导杆、重力矩补偿机构驱动电机和重力矩补偿机构编码器，动平台的上端面上沿径向方向设有重力矩补偿机构滑槽，重力矩补偿机构滑槽的一侧设有重力矩补偿机构驱动电机，重力矩补偿机构滑槽的内部沿长度方向设有旋转丝杠，重力矩补偿机构驱动电机的输出轴通过正交锥齿轮组与旋转丝杠连接，重力矩补偿机构移动滑块上转动连接有移动螺母，移动螺母旋装在旋转丝杠上，重力矩补偿机构移动滑块与重力矩补偿机构滑槽滑动连接，重力矩补偿机构移动滑块的上端面通过重力矩补偿机构飞轮导杆与飞轮连接，重力矩补偿机构编码器设置在重力矩补偿机构滑槽输出轴的一侧。

进一步地，所述工装抱紧输送单元包括抱紧输送机构，抱紧输送机构包括一维偏航力矩传感器、抱紧机构支架、抱紧机构驱动电机、抱紧机构位置传感器、抱紧机构驱动滑块、两个抱紧机构一字连杆、两个抱紧机构弯折连杆、工装位置激光测距仪、四个抱紧机构半开履带、四组抱紧机构半开履带轮、两个抱紧机构半开履带驱动电机、两个抱紧机构履带轮安装板、两个抱紧机构被动压紧弹簧安装板、两组抱紧机构被动压紧弹簧、两个抱紧机构被动弹簧位置传感器、两个抱紧机构预压紧轮、两个抱紧机构预压紧轮安装板、两个抱紧机构预压紧被动弹簧和两个抱紧机构预压紧机构安装板；

抱紧机构支架固接在三自由度并联平台的下端，且抱紧机构支架与三自由度并联平台之间设有一维偏航力矩传感器，抱紧机构支架下端面的中部垂直固接有抱紧机构导向杆，抱紧机构驱动滑块与抱紧机构导向杆滑动连接，抱紧机构驱动电机设置在抱紧机构驱动滑块的一侧，且抱紧机构驱动电机驱动抱紧机构驱动滑块沿抱紧机构导向杆的长度方向上移动，抱紧机构位置传感器设置在抱紧机构驱动滑块的另一侧，工装位置激光测距仪设置在抱紧机构导向杆的下端，抱紧机构一字连杆的上端与抱紧机构支架的端部转动连接，抱紧机构一字连杆的下端与抱紧机构弯折连杆的弯折处转动连接，抱紧机构弯折连杆相对设置在抱紧机构导向杆的两侧，抱紧机构弯折连杆的上端与抱紧机构驱动滑块的侧壁转动连接，抱紧机构弯折连杆的下端与抱紧机构履带轮安装板固接；

每个抱紧机构履带轮安装板内侧端面的上下两部分别各连接有一组抱紧机构半开履带轮，每组抱紧机构半开履带轮分别沿抱紧机构履带轮安装板的长度方向均布设置，且与抱紧机构履带轮安装板转动连接，每组抱紧机构半开履带轮的外侧均设有抱紧机构半开履带，下部最前端的抱紧机构半开履带轮上连接有抱紧机构半开履带驱动电机，抱紧机构被动压紧弹簧安装板套装在抱紧机构履带轮安装板上部的外侧，且沿抱紧机构履带轮安装板的竖直方向滑动连接，抱紧机构被动弹簧位置传感器设置在抱紧机构被动压紧弹簧安装板的外侧，每组抱紧机构被动压紧弹簧均竖直固接在抱紧机构履带轮安装板和抱紧机构被动压紧弹簧安装板之间；

抱紧机构预压紧机构安装板相对固接在抱紧机构履带轮安装板下部的前端，抱紧机构预压紧轮安装板设置在抱紧机构预压紧机构安装板的内侧，抱紧机构预压紧被动弹簧固接在抱紧机构预压紧轮安装板与抱紧机构预压紧机构安装板之间，抱紧机构预压紧轮设置在抱紧机构预压紧轮安装板内侧且与抱紧机构预压紧轮安装板转动连接。

一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的控制方法包括轨迹跟踪控制系统、炉门碰撞检测柔顺控制系统、打滑补偿控制系统和重力矩补偿控制系统；

所述轨迹跟踪控制系统贯穿整个机械臂运动始终，保证机械臂运动过程中沿着预定的轨迹运行；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统是当机械臂本体偏离预定轨迹或预设轨迹存在错误致使机械臂的操作工装与炉门或炉臂碰撞时触发进行控制，对已规划的机械臂轨迹产生局部优化，产生新的精炼机械臂轨迹信息以避免与炉门碰撞；

所述打滑补偿控制系统是在工装出现打滑现象时触发，驱动抱紧机构驱动滑块移动而使抱紧输送机构与工装间产生足够的摩擦力；

所述重力矩补偿控制系统贯穿整个机械臂运动始终，降低由于工装移动而带来的惯量效应的影响。

进一步地，所述轨迹跟踪控制系统中，轨迹跟踪控制系统的轨迹跟踪控制器输出控制信号致使弧形滑块驱动电机、偏航旋块驱动电机、旋转大臂驱动电机、旋转小臂驱动电机，定平台驱动电机、平台连杆旋转单元驱动电机与抱紧机构半开履带驱动电机的协调驱动共同形成机械臂本体按照预定的轨迹运动，并通过弧形滑块光栅传感器、偏航旋块电机编码器、旋转大臂电机编码器、旋转小臂电机编码器、一维俯仰力矩传感器和平台连杆旋转单元编码器进行轨迹监控及实时在线反馈；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统中，炉门碰撞检测柔顺控制系统的炉门碰撞柔顺检测控制器设置俯仰力矩和偏航力矩的阈值，通过实时获取一维俯仰力矩传感以及一维偏航力矩传感器监测整个机械臂的运动情况；当反馈的信息超过预先设置的阈值，炉门碰撞检测柔顺控制器根据预设轨迹进行机器臂动力前馈并根据此时的反馈信息结合轨迹跟踪控制器对当前轨迹进行在线二次规划，输出相应的控制信息到机械臂本体的各个驱动模块，避免机械臂操作工装与精炼炉的持续碰撞，提高整个机械臂系统的柔顺性和安全性；

所述打滑补偿控制系统中，打滑补偿控制系统的打滑补偿控制器通过实时获取机械臂本体的轨迹运动信息以及工装位置激光测距仪信息，实时的监测工装的轴向移动情况；当打滑补偿控制器监测到工装出现打滑，向抱紧机构驱动电机输出控制信号，抱紧机构驱动电机驱动抱紧机构驱动滑块沿着抱紧机构导向杆向下移动，在抱紧机构一字连杆、抱紧机构弯折连杆作用下，使工装两侧的抱紧机构半开履带提供更大的抱紧力，使工装具备足够的摩擦力进行轴向的快速移动；

所述重力矩补偿控制系统中，重力矩补偿控制系统的重力补偿控制器获取机械臂本体的轨迹运动信息，重力矩补偿机构驱动电机实时进行相应的惯量补偿，来降低大惯量工装远距离移动时对机械臂本体产生的惯量效应的影响。

本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

本发明提出了一种具备运动质心随动的重力力矩补偿、惯量大范围摄动高稳定、工装打滑补偿，碰撞检测柔顺控制的基于串并联机构混联的多自由机械臂的铝液精炼装置及其高稳定柔顺控制方法。本发明克服现有技术的缺点，代替人力在恶劣的环境下工作，机器完成铝液精炼作业，可以提高生产效率，保证铝液精炼质量，降低生产成本。本发明采用了串并联混合的机械臂模式，既具有串联机构的灵活，又具备并联机构的高承载能力。设计了绳索重力平衡机构，降低机器人关节的驱动力矩，可有效提高整机轻量化，能够携带大惯量工装，并降低工装远端移动时带来的重力力矩效应影响进行远端作业，同时工装轴向的打滑补偿和工装横向的碰撞检测控制可以提高铝液精炼臂安全性和柔顺性，从而满足铝液精炼作业的自动化需求，提升生产效率，并能够为智慧工厂的数字化发展提供技术支撑。

附图说明

图1是本发明的基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的整体结构示意图；

图2是图1中的I处放大图；

图3是图1的主视图；

图4是本发明中三自由度并联平台7的主视图；

图5是本发明中抱紧输送机构9的主视图；

图6是本发明中抱紧输送机构9的侧视图；

图7是本发明中抱紧输送机构9的轴测图；

图8是本发明中工装更换平台11的轴测图；

图9是本发明的基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的控制方法流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置包括机械臂主体单元、重力矩补偿单元、工装抱紧输送单元和工装更换单元，机械臂主体单元包括弧形滑轨1、弧形滑块机构、俯仰力矩补偿平台3、偏航旋块机构、旋转大臂机构、旋转小臂机构和三自由度并联平台7，弧形滑块机构与弧形滑轨1滑动连接，旋转大臂机构的上端通过偏航旋块机构与弧形滑块机构的下端连接，三自由度并联平台7的中部通过旋转小臂机构与旋转大臂机构的下端连接，俯仰力矩补偿平台3设置在弧形滑块机构与三自由度并联平台7之间，工装抱紧输送单元通过重力矩补偿单元与三自由度并联平台7连接，工装更换单元设置在弧形滑轨1的一侧。

具体实施方式二：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述弧形滑块机构包括弧形滑块2、弧形滑块驱动电机2-1和弧形滑块光栅传感器2-2，弧形滑块2套装在弧形滑轨1的外侧，弧形滑块驱动电机2-1设置在弧形滑块2的上端，且弧形滑块驱动电机 2-1的输出轴驱动弧形滑块2沿弧形滑轨1的长度方向上移动，弧形滑块光栅传感器2-2 设置在弧形滑块驱动电机2-1输出轴的一侧。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述俯仰力矩补偿平台3包括卷扬轮驱动电机3-1、卷扬轮驱动电机编码器3-2、卷扬轮3-3和线缆3-4，卷扬轮3-3设置在弧形滑块机构的一侧，卷扬轮驱动电机3-1的输出轴与卷扬轮3-3固接，线缆3-4的一端与卷扬轮3-3的外侧壁固接，线缆3-4的另一端与三自由度并联平台7上端的一侧固接，卷扬轮驱动电机编码器3-2设置在卷扬轮驱动电机3-1输出轴的一侧。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。

所述俯仰力矩补偿平台3可以采用上述所说的卷扬形式的机构进行主动的俯仰力矩补偿，也可以采用弹性元件连接两端的被动形式的俯仰力矩补偿。

具体实施方式四：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述偏航旋块机构包括偏航旋块4、偏航旋块驱动电机4-1和偏航旋块电机编码器4-2，偏航旋块4与弧形滑块机构的下端转动连接，偏航旋块驱动电机4-1设置在偏航旋块4的一侧，且偏航旋块驱动电机4-1的输出轴驱动偏航旋块4绕竖直轴线转动，偏航旋块电机编码器4-2设置在偏航旋块驱动电机4-1输出轴的一侧。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述旋转大臂机构包括旋转大臂5、旋转大臂驱动电机5-1和旋转大臂电机编码器5-2，旋转大臂5的上端与偏航旋块机构的下端转动连接，旋转大臂驱动电机5-1设置在旋转大臂5上端的一侧，且旋转大臂驱动电机5-1的输出轴驱动旋转大臂5绕水平轴线转动，旋转大臂电机编码器 5-2设置在旋转大臂驱动电机5-1输出轴的一侧；

所述旋转小臂机构包括旋转小臂6、旋转小臂电机6-1和旋转小臂电机编码器6-2，旋转小臂6的上端与旋转大臂5的下端转动连接，旋转小臂驱动电机6-1设置在旋转小臂 6上端的一侧，且旋转小臂驱动电机6-1的输出轴驱动旋转小臂6绕水平轴线转动，旋转小臂电机编码器6-2设置在旋转小臂驱动电机6-1输出轴的一侧。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述三自由度并联平台7包括定平台驱动电机7-1、一维俯仰力矩传感器7-2、定平台7-3、动平台7-4、三个平台连接导轨7-5、两个平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组7-6、三个平台连接导杆7-7、平台连杆旋转单元驱动电机7-8和平台连杆旋转单元编码器7-9，定平台7-3上端面的中部与旋转小臂机构的下端转动连接，定平台驱动电机7-1设置在定平台7-3上端面中部的一侧，且定平台驱动电机7-1的输出轴驱动定平台7-3绕水平轴线转动，一维俯仰力矩传感器7-2设置在定平台驱动电机7-1输出轴的一侧；

动平台7-4设置在定平台7-3的正下方，定平台7-3与动平台7-4之间沿圆周方向对称设有三组支撑单元，每组支撑单元均包括平台连接导轨7-5和平台连接导杆7-7，平台连接导轨7-5和平台连接导杆7-7同轴设置，平台连接导轨7-5的下端套装在平台连接导杆7-7上端的外侧且与平台连接导杆7-7滑动连接，平台连接导轨7-5的上端与定平台7-3 的下端面之间通过球铰副转动连接；

三组支撑单元分别为主驱动支撑单元、辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元，主驱动支撑单元的平台连接导杆7-7的下端与动平台7-4的上端面之间通过旋转副转动连接，平台连杆旋转单元驱动电机7-8设置在动平台6-4上端面的一侧，且平台连杆旋转单元驱动电机7-8的输出轴驱动旋转副绕水平轴线转动，平台连杆旋转单元编码器7-9设置在平台连杆旋转单元驱动电机7-8输出轴的一侧，主驱动支撑单元和辅助驱动支撑单元的内部均设有平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组7-6，辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元的平台连接导杆7-7的下端与动平台7-4的上端面之间通过球铰副转动连接。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

所述通过三自由度并联平台7的三个驱动电机协调可以使动平台7-4相对于定平台 7-3具有两个旋转自由度和一个移动自由度。

具体实施方式七：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述重力矩补偿单元包括重力矩补偿机构8，重力矩补偿机构8为一个一级倒立摆，重力矩补偿机构8包括重力矩补偿机构移动滑块8-1、飞轮8-2、重力矩补偿机构飞轮导杆8-3、重力矩补偿机构驱动电机8-4和重力矩补偿机构编码器8-5，动平台7-4的上端面上沿径向方向设有重力矩补偿机构滑槽8-6，重力矩补偿机构滑槽8-6的一侧设有重力矩补偿机构驱动电机8-4，重力矩补偿机构滑槽8-6的内部沿长度方向设有旋转丝杠，重力矩补偿机构驱动电机8-4的输出轴通过正交锥齿轮组与旋转丝杠连接，重力矩补偿机构移动滑块8-1上转动连接有移动螺母，移动螺母旋装在旋转丝杠上，重力矩补偿机构移动滑块8-1与重力矩补偿机构滑槽8-6滑动连接，重力矩补偿机构移动滑块8-1的上端面通过重力矩补偿机构飞轮导杆8-3 与飞轮8-2连接，重力矩补偿机构编码器8-5设置在重力矩补偿机构滑槽8-6输出轴的一侧。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。

所述通过重力矩补偿机构8促使飞轮8-2相对于动平台7-4的位姿变化可以抵消工装移动时对于整个机械臂的惯量效应。

具体实施方式八：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述工装抱紧输送单元包括抱紧输送机构9，抱紧输送机构9包括一维偏航力矩传感器9-1、抱紧机构支架9-2、抱紧机构驱动电机9-3、抱紧机构位置传感器9-4、抱紧机构驱动滑块9-5、两个抱紧机构一字连杆9-6、两个抱紧机构弯折连杆9-7、工装位置激光测距仪9-8、四个抱紧机构半开履带9-9、四组抱紧机构半开履带轮9-10、两个抱紧机构半开履带驱动电机9-11、两个抱紧机构履带轮安装板9-12、两个抱紧机构被动压紧弹簧安装板9-13、两组抱紧机构被动压紧弹簧9-14、两个抱紧机构被动弹簧位置传感器9-15、两个抱紧机构预压紧轮9-16、两个抱紧机构预压紧轮安装板9-17、两个抱紧机构预压紧被动弹簧9-18和两个抱紧机构预压紧机构安装板9-19；

抱紧机构支架9-2固接在三自由度并联平台7的下端，且抱紧机构支架9-2与三自由度并联平台7之间设有一维偏航力矩传感器9-1，抱紧机构支架9-2下端面的中部垂直固接有抱紧机构导向杆9-20，抱紧机构驱动滑块9-5与抱紧机构导向杆9-20滑动连接，抱紧机构驱动电机9-3设置在抱紧机构驱动滑块9-5的一侧，且抱紧机构驱动电机9-3驱动抱紧机构驱动滑块9-5沿抱紧机构导向杆9-20的长度方向上移动，抱紧机构位置传感器 9-4设置在抱紧机构驱动滑块9-5的另一侧，工装位置激光测距仪9-8设置在抱紧机构导向杆9-20的下端，抱紧机构一字连杆9-6的上端与抱紧机构支架9-2的端部转动连接，抱紧机构一字连杆9-6的下端与抱紧机构弯折连杆9-7的弯折处转动连接，抱紧机构弯折连杆9-7相对设置在抱紧机构导向杆9-20的两侧，抱紧机构弯折连杆9-7的上端与抱紧机构驱动滑块9-5的侧壁转动连接，抱紧机构弯折连杆9-7的下端与抱紧机构履带轮安装板 9-12固接；

每个抱紧机构履带轮安装板9-12内侧端面的上下两部分别各连接有一组抱紧机构半开履带轮9-10，每组抱紧机构半开履带轮9-10分别沿抱紧机构履带轮安装板9-12的长度方向均布设置，且与抱紧机构履带轮安装板9-12转动连接，每组抱紧机构半开履带轮9-10 的外侧均设有抱紧机构半开履带9-9，下部最前端的抱紧机构半开履带轮9-10上连接有抱紧机构半开履带驱动电机9-11，抱紧机构被动压紧弹簧安装板9-13套装在抱紧机构履带轮安装板9-12上部的外侧，且沿抱紧机构履带轮安装板9-12的竖直方向滑动连接，抱紧机构被动弹簧位置传感器9-15设置在抱紧机构被动压紧弹簧安装板9-13的外侧，每组抱紧机构被动压紧弹簧9-14均竖直固接在抱紧机构履带轮安装板9-12和抱紧机构被动压紧弹簧安装板9-13之间；

抱紧机构预压紧机构安装板9-19相对固接在抱紧机构履带轮安装板9-12下部的前端，抱紧机构预压紧轮安装板9-17设置在抱紧机构预压紧机构安装板9-19的内侧，抱紧机构预压紧被动弹簧9-18固接在抱紧机构预压紧轮安装板9-17与抱紧机构预压紧机构安装板9-19之间，抱紧机构预压紧轮9-16设置在抱紧机构预压紧轮安装板9-17内侧且与抱紧机构预压紧轮安装板9-17转动连接。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

所述铝液精炼工装10的截面形状为方形，可以起到防滑落的作用。

所述当抱紧输送机构9抱紧工装10时，抱紧输送机构9上端的两个抱紧机构半开履带9-9和抱紧机构预压紧轮9-16、先与工装10接触，产生一定的抱紧力，随着抱紧输送机构9的抱紧，抱紧输送机构9下端的两个抱紧输送机构9接触，产生抱紧力。其中抱紧机构预压紧轮9-16起到避免工装再抱紧过程中脱落的作用。

所述抱紧输送机构上端的抱紧机构半开履带9-9和抱紧输送机构两侧的抱紧机构预压紧轮9-16都与抱紧机构履带轮安装板9-12连有被动弹簧抱紧机构被动压紧弹簧9-14和抱紧机构预压紧被动弹簧9-18并形成小范围的移动副，对于整个抱紧工装的过程产生一定的柔顺作用。

所述抱紧机构半开履带9-9通过与方形工装10压紧形成摩擦力，经过抱紧机构半开履带轮9-10旋转带动工装轴向移动。

所述弧形滑轨1导线采用弧形，圆心与精炼炉炉心重合，可以使工装远端作业末端具备跟大的工作空间；机械臂的腕关节采用两旋转自由度和一移动自由度，并具备解耦中心并联平台结构；被动惯量补偿机构采用一级倒立摆，同时倒立摆的顶端与大惯量飞轮连接的结构。

所述工装10的截面采用方形，同时抱紧机构半开履带9-9与工装接触的表面具有增大摩擦力的涂层。

所述工装更换单元包括工装更换平台11，工装更换平台11包括工装更换平台卷扬轮 11-1、两个工装更换平台输送皮带11-2和工装更换平台支架11-3，工装更换平台卷扬轮11-1设置在工装更换平台支架11-3的上端，工装更换平台支架11-3的两侧分别各设有一个工装更换辊轮11-4，工装更换平台卷扬轮11-1的端部与工装更换辊轮11-4之间设有工装更换平台输送皮带11-2，工装更换平台输送皮带11-2的外侧壁上沿长度方向均布设有多个工装卡槽11-5。

具体实施方式九：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的控制方法包括轨迹跟踪控制系统、炉门碰撞检测柔顺控制系统、打滑补偿控制系统和重力矩补偿控制系统；

所述轨迹跟踪控制系统贯穿整个机械臂运动始终，保证机械臂运动过程中沿着预定的轨迹运行；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统是当机械臂本体偏离预定轨迹或预设轨迹存在错误致使机械臂的操作工装与炉门或炉臂碰撞时触发进行控制，对已规划的机械臂轨迹产生局部优化，产生新的精炼机械臂轨迹信息以避免与炉门碰撞；

所述打滑补偿控制系统是在工装出现打滑现象时触发，驱动抱紧机构驱动滑块9-5移动而使抱紧输送机构9与工装10间产生足够的摩擦力；

所述重力矩补偿控制系统贯穿整个机械臂运动始终，降低由于工装10移动而带来的惯量效应的影响。

具体实施方式十：结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式所述轨迹跟踪控制系统中，轨迹跟踪控制系统的轨迹跟踪控制器输出控制信号致使弧形滑块驱动电机2-1、偏航旋块驱动电机4-1、旋转大臂驱动电机5-1、旋转小臂驱动电机6-1，定平台驱动电机7-1、平台连杆旋转单元驱动电机7-8与抱紧机构半开履带驱动电机9-11的协调驱动共同形成机械臂本体按照预定的轨迹运动，并通过弧形滑块光栅传感器2-2、偏航旋块电机编码器 4-2、旋转大臂电机编码器5-2、旋转小臂电机编码器6-2、一维俯仰力矩传感器7-2和平台连杆旋转单元编码器7-9进行轨迹监控及实时在线反馈；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统中，炉门碰撞检测柔顺控制系统的炉门碰撞柔顺检测控制器设置俯仰力矩和偏航力矩的阈值，通过实时获取一维俯仰力矩传感7-2以及一维偏航力矩传感器9-1监测整个机械臂的运动情况；当反馈的信息超过预先设置的阈值，炉门碰撞检测柔顺控制器根据预设轨迹进行机器臂动力前馈并根据此时的反馈信息结合轨迹跟踪控制器对当前轨迹进行在线二次规划，输出相应的控制信息到机械臂本体的各个驱动模块，避免机械臂操作工装与精炼炉的持续碰撞，提高整个机械臂系统的柔顺性和安全性；

所述打滑补偿控制系统中，打滑补偿控制系统的打滑补偿控制器通过实时获取机械臂本体的轨迹运动信息以及工装位置激光测距仪9-8信息，实时的监测工装的轴向移动情况；当打滑补偿控制器监测到工装出现打滑，向抱紧机构驱动电机9-3输出控制信号，抱紧机构驱动电机9-3驱动抱紧机构驱动滑块9-5沿着抱紧机构导向杆9-20向下移动，在抱紧机构一字连杆9-6、抱紧机构弯折连杆9-7作用下，使工装两侧的抱紧机构半开履带9-9 提供更大的抱紧力，使工装具备足够的摩擦力进行轴向的快速移动；

所述重力矩补偿控制系统中，重力矩补偿控制系统的重力补偿控制器获取机械臂本体的轨迹运动信息，重力矩补偿机构驱动电机8-4实时进行相应的惯量补偿，来降低大惯量工装远距离移动时对机械臂本体产生的惯量效应的影响。

本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式九相同。

当工装从较慢的轴向移动迅速的变成快速的轴向移动时，而当前的抱紧输送机构9 为工装所提供的摩擦力不足以提供所要求快速轴向移动所需的加速度时，工装就会出现打滑现象。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：它包括机械臂主体单元、重力矩补偿单元、工装抱紧输送单元和工装更换单元，机械臂主体单元包括弧形滑轨(1)、弧形滑块机构、俯仰力矩补偿平台(3)、偏航旋块机构、旋转大臂机构、旋转小臂机构和三自由度并联平台(7)，弧形滑块机构与弧形滑轨(1)滑动连接，旋转大臂机构的上端通过偏航旋块机构与弧形滑块机构的下端连接，三自由度并联平台(7)的中部通过旋转小臂机构与旋转大臂机构的下端连接，俯仰力矩补偿平台(3)设置在弧形滑块机构与三自由度并联平台(7)之间，工装抱紧输送单元通过重力矩补偿单元与三自由度并联平台(7)连接，工装更换单元设置在弧形滑轨(1)的一侧。

2.根据权利要求1所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述弧形滑块机构包括弧形滑块(2)、弧形滑块驱动电机(2-1)和弧形滑块光栅传感器(2-2)，弧形滑块(2)套装在弧形滑轨(1)的外侧，弧形滑块驱动电机(2-1)设置在弧形滑块(2)的上端，且弧形滑块驱动电机(2-1)的输出轴驱动弧形滑块(2)沿弧形滑轨(1)的长度方向上移动，弧形滑块光栅传感器(2-2)设置在弧形滑块驱动电机(2-1)输出轴的一侧。

3.根据权利要求2所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述俯仰力矩补偿平台(3)包括卷扬轮驱动电机(3-1)、卷扬轮驱动电机编码器(3-2)、卷扬轮(3-3)和线缆(3-4)，卷扬轮(3-3)设置在弧形滑块机构的一侧，卷扬轮驱动电机(3-1)的输出轴与卷扬轮(3-3)固接，线缆(3-4)的一端与卷扬轮(3-3)的外侧壁固接，线缆(3-4)的另一端与三自由度并联平台(7)上端的一侧固接，卷扬轮驱动电机编码器(3-2)设置在卷扬轮驱动电机(3-1)输出轴的一侧。

4.根据权利要求3所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述偏航旋块机构包括偏航旋块(4)、偏航旋块驱动电机(4-1)和偏航旋块电机编码器(4-2)，偏航旋块(4)与弧形滑块机构的下端转动连接，偏航旋块驱动电机(4-1)设置在偏航旋块(4)的一侧，且偏航旋块驱动电机(4-1)的输出轴驱动偏航旋块(4)绕竖直轴线转动，偏航旋块电机编码器(4-2)设置在偏航旋块驱动电机(4-1)输出轴的一侧。

5.根据权利要求4所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述旋转大臂机构包括旋转大臂(5)、旋转大臂驱动电机(5-1)和旋转大臂电机编码器(5-2)，旋转大臂(5)的上端与偏航旋块机构的下端转动连接，旋转大臂驱动电机(5-1)设置在旋转大臂(5)上端的一侧，且旋转大臂驱动电机(5-1)的输出轴驱动旋转大臂(5)绕水平轴线转动，旋转大臂电机编码器(5-2)设置在旋转大臂驱动电机(5-1)输出轴的一侧；

所述旋转小臂机构包括旋转小臂(6)、旋转小臂电机(6-1)和旋转小臂电机编码器(6-2)，旋转小臂(6)的上端与旋转大臂(5)的下端转动连接，旋转小臂驱动电机(6-1)设置在旋转小臂(6)上端的一侧，且旋转小臂驱动电机(6-1)的输出轴驱动旋转小臂(6)绕水平轴线转动，旋转小臂电机编码器(6-2)设置在旋转小臂驱动电机(6-1)输出轴的一侧。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述三自由度并联平台(7)包括定平台驱动电机(7-1)、一维俯仰力矩传感器(7-2)、定平台(7-3)、动平台(7-4)、三个平台连接导轨(7-5)、两个平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组(7-6)、三个平台连接导杆(7-7)、平台连杆旋转单元驱动电机(7-8)和平台连杆旋转单元编码器(7-9)，定平台(7-3)上端面的中部与旋转小臂机构的下端转动连接，定平台驱动电机(7-1)设置在定平台(7-3)上端面中部的一侧，且定平台驱动电机(7-1)的输出轴驱动定平台(7-3)绕水平轴线转动，一维俯仰力矩传感器(7-2)设置在定平台驱动电机(7-1)输出轴的一侧；

动平台(7-4)设置在定平台(7-3)的正下方，定平台(7-3)与动平台(7-4)之间沿圆周方向对称设有三组支撑单元，每组支撑单元均包括平台连接导轨(7-5)和平台连接导杆(7-7)，平台连接导轨(7-5)和平台连接导杆(7-7)同轴设置，平台连接导轨(7-5)的下端套装在平台连接导杆(7-7)上端的外侧且与平台连接导杆(7-7)滑动连接，平台连接导轨(7-5)的上端与定平台(7-3)的下端面之间通过球铰副转动连接；

三组支撑单元分别为主驱动支撑单元、辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元，主驱动支撑单元的平台连接导杆(7-7)的下端与动平台(7-4)的上端面之间通过旋转副转动连接，平台连杆旋转单元驱动电机(7-8)设置在动平台(6-4)上端面的一侧，且平台连杆旋转单元驱动电机(7-8)的输出轴驱动旋转副绕水平轴线转动，平台连杆旋转单元编码器(7-9)设置在平台连杆旋转单元驱动电机(7-8)输出轴的一侧，主驱动支撑单元和辅助驱动支撑单元的内部均设有平台连接导轨移动单元驱动电机及编码器组(7-6)，辅助驱动支撑单元和被动驱动支撑单元的平台连接导杆(7-7)的下端与动平台(7-4)的上端面之间通过球铰副转动连接。

7.根据权利要求6所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述重力矩补偿单元包括重力矩补偿机构(8)，重力矩补偿机构(8)为一个一级倒立摆，重力矩补偿机构(8)包括重力矩补偿机构移动滑块(8-1)、飞轮(8-2)、重力矩补偿机构飞轮导杆(8-3)、重力矩补偿机构驱动电机(8-4)和重力矩补偿机构编码器(8-5)，动平台(7-4)的上端面上沿径向方向设有重力矩补偿机构滑槽(8-6)，重力矩补偿机构滑槽(8-6)的一侧设有重力矩补偿机构驱动电机(8-4)，重力矩补偿机构滑槽(8-6)的内部沿长度方向设有旋转丝杠，重力矩补偿机构驱动电机(8-4)的输出轴通过正交锥齿轮组与旋转丝杠连接，重力矩补偿机构移动滑块(8-1)上转动连接有移动螺母，移动螺母旋装在旋转丝杠上，重力矩补偿机构移动滑块(8-1)与重力矩补偿机构滑槽(8-6)滑动连接，重力矩补偿机构移动滑块(8-1)的上端面通过重力矩补偿机构飞轮导杆(8-3)与飞轮(8-2)连接，重力矩补偿机构编码器(8-5)设置在重力矩补偿机构滑槽(8-6)输出轴的一侧。

8.根据权利要求1所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置，其特征在于：所述工装抱紧输送单元包括抱紧输送机构(9)，抱紧输送机构(9)包括一维偏航力矩传感器(9-1)、抱紧机构支架(9-2)、抱紧机构驱动电机(9-3)、抱紧机构位置传感器(9-4)、抱紧机构驱动滑块(9-5)、两个抱紧机构一字连杆(9-6)、两个抱紧机构弯折连杆(9-7)、工装位置激光测距仪(9-8)、四个抱紧机构半开履带(9-9)、四组抱紧机构半开履带轮(9-10)、两个抱紧机构半开履带驱动电机(9-11)、两个抱紧机构履带轮安装板(9-12)、两个抱紧机构被动压紧弹簧安装板(9-13)、两组抱紧机构被动压紧弹簧(9-14)、两个抱紧机构被动弹簧位置传感器(9-15)、两个抱紧机构预压紧轮(9-16)、两个抱紧机构预压紧轮安装板(9-17)、两个抱紧机构预压紧被动弹簧(9-18)和两个抱紧机构预压紧机构安装板(9-19)；

抱紧机构支架(9-2)固接在三自由度并联平台(7)的下端，且抱紧机构支架(9-2)与三自由度并联平台(7)之间设有一维偏航力矩传感器(9-1)，抱紧机构支架(9-2)下端面的中部垂直固接有抱紧机构导向杆(9-20)，抱紧机构驱动滑块(9-5)与抱紧机构导向杆(9-20)滑动连接，抱紧机构驱动电机(9-3)设置在抱紧机构驱动滑块(9-5)的一侧，且抱紧机构驱动电机(9-3)驱动抱紧机构驱动滑块(9-5)沿抱紧机构导向杆(9-20)的长度方向上移动，抱紧机构位置传感器(9-4)设置在抱紧机构驱动滑块(9-5)的另一侧，工装位置激光测距仪(9-8)设置在抱紧机构导向杆(9-20)的下端，抱紧机构一字连杆(9-6)的上端与抱紧机构支架(9-2)的端部转动连接，抱紧机构一字连杆(9-6)的下端与抱紧机构弯折连杆(9-7)的弯折处转动连接，抱紧机构弯折连杆(9-7)相对设置在抱紧机构导向杆(9-20)的两侧，抱紧机构弯折连杆(9-7)的上端与抱紧机构驱动滑块(9-5)的侧壁转动连接，抱紧机构弯折连杆(9-7)的下端与抱紧机构履带轮安装板(9-12)固接；

每个抱紧机构履带轮安装板(9-12)内侧端面的上下两部分别各连接有一组抱紧机构半开履带轮(9-10)，每组抱紧机构半开履带轮(9-10)分别沿抱紧机构履带轮安装板(9-12)的长度方向均布设置，且与抱紧机构履带轮安装板(9-12)转动连接，每组抱紧机构半开履带轮(9-10)的外侧均设有抱紧机构半开履带(9-9)，下部最前端的抱紧机构半开履带轮(9-10)上连接有抱紧机构半开履带驱动电机(9-11)，抱紧机构被动压紧弹簧安装板(9-13)套装在抱紧机构履带轮安装板(9-12)上部的外侧，且沿抱紧机构履带轮安装板(9-12)的竖直方向滑动连接，抱紧机构被动弹簧位置传感器(9-15)设置在抱紧机构被动压紧弹簧安装板(9-13)的外侧，每组抱紧机构被动压紧弹簧(9-14)均竖直固接在抱紧机构履带轮安装板(9-12)和抱紧机构被动压紧弹簧安装板(9-13)之间；

抱紧机构预压紧机构安装板(9-19)相对固接在抱紧机构履带轮安装板(9-12)下部的前端，抱紧机构预压紧轮安装板(9-17)设置在抱紧机构预压紧机构安装板(9-19)的内侧，抱紧机构预压紧被动弹簧(9-18)固接在抱紧机构预压紧轮安装板(9-17)与抱紧机构预压紧机构安装板(9-19)之间，抱紧机构预压紧轮(9-16)设置在抱紧机构预压紧轮安装板(9-17)内侧且与抱紧机构预压紧轮安装板(9-17)转动连接。

9.一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的控制方法，其特征在于：所述方法包括轨迹跟踪控制系统、炉门碰撞检测柔顺控制系统、打滑补偿控制系统和重力矩补偿控制系统；

所述轨迹跟踪控制系统贯穿整个机械臂运动始终，保证机械臂运动过程中沿着预定的轨迹运行；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统是当机械臂本体偏离预定轨迹或预设轨迹存在错误致使机械臂的操作工装与炉门或炉臂碰撞时触发进行控制，对已规划的机械臂轨迹产生局部优化，产生新的精炼机械臂轨迹信息以避免与炉门碰撞；

所述打滑补偿控制系统是在工装出现打滑现象时触发，驱动抱紧机构驱动滑块(9-5)移动而使抱紧输送机构(9)与工装(10)间产生足够的摩擦力；

所述重力矩补偿控制系统贯穿整个机械臂运动始终，降低由于工装(10)移动而带来的惯量效应的影响。

10.根据权利要求9所述一种基于多自由混联机械臂的铝液精炼装置的控制方法，其特征在于：所述轨迹跟踪控制系统中，轨迹跟踪控制系统的轨迹跟踪控制器输出控制信号致使弧形滑块驱动电机(2-1)、偏航旋块驱动电机(4-1)、旋转大臂驱动电机(5-1)、旋转小臂驱动电机(6-1)，定平台驱动电机(7-1)、平台连杆旋转单元驱动电机(7-8)与抱紧机构半开履带驱动电机(9-11)的协调驱动共同形成机械臂本体按照预定的轨迹运动，并通过弧形滑块光栅传感器(2-2)、偏航旋块电机编码器(4-2)、旋转大臂电机编码器(5-2)、旋转小臂电机编码器(6-2)、一维俯仰力矩传感器(7-2)和平台连杆旋转单元编码器(7-9)进行轨迹监控及实时在线反馈；

所述炉门碰撞检测柔顺控制系统中，炉门碰撞检测柔顺控制系统的炉门碰撞柔顺检测控制器设置俯仰力矩和偏航力矩的阈值，通过实时获取一维俯仰力矩传感(7-2)以及一维偏航力矩传感器(9-1)监测整个机械臂的运动情况；当反馈的信息超过预先设置的阈值，炉门碰撞检测柔顺控制器根据预设轨迹进行机器臂动力前馈并根据此时的反馈信息结合轨迹跟踪控制器对当前轨迹进行在线二次规划，输出相应的控制信息到机械臂本体的各个驱动模块，避免机械臂操作工装与精炼炉的持续碰撞，提高整个机械臂系统的柔顺性和安全性；

所述打滑补偿控制系统中，打滑补偿控制系统的打滑补偿控制器通过实时获取机械臂本体的轨迹运动信息以及工装位置激光测距仪(9-8)信息，实时的监测工装的轴向移动情况；当打滑补偿控制器监测到工装出现打滑，向抱紧机构驱动电机(9-3)输出控制信号，抱紧机构驱动电机(9-3)驱动抱紧机构驱动滑块(9-5)沿着抱紧机构导向杆(9-20)向下移动，在抱紧机构一字连杆(9-6)、抱紧机构弯折连杆(9-7)作用下，使工装两侧的抱紧机构半开履带(9-9)提供更大的抱紧力，使工装具备足够的摩擦力进行轴向的快速移动；

所述重力矩补偿控制系统中，重力矩补偿控制系统的重力补偿控制器获取机械臂本体的轨迹运动信息，重力矩补偿机构驱动电机(8-4)实时进行相应的惯量补偿，来降低大惯量工装远距离移动时对机械臂本体产生的惯量效应的影响。