具有柔性臂的平面三關(guān)節(jié)機(jī)器人欠驅(qū)動(dòng)控制.pdf

1、柔性欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人兼具柔性機(jī)器人和欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的特點(diǎn)，適應(yīng)了當(dāng)前對(duì)機(jī)器人高速、低能耗等方面的要求，是機(jī)器人發(fā)展的必然趨勢。本課題使用的是平面3R柔性欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，使用優(yōu)化后的柔性梁模型建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，關(guān)節(jié)耦合分析等相關(guān)動(dòng)力學(xué)特性研究。主要工作如下：
　?。?）為了建立系統(tǒng)精確的動(dòng)力學(xué)方程，本文研究了在復(fù)雜的受力情況下，如何選用更適合柔性機(jī)械臂的梁模型。將柔性機(jī)械臂兩端復(fù)雜的受力情況具體化為剪力和彎矩邊界條件

2、，分別分析了不同邊界條件對(duì)懸臂梁模態(tài)頻率和模態(tài)振型的影響規(guī)律。
　?。?）通過ANSYS和ADAMS聯(lián)合仿真，對(duì)于柔性機(jī)械臂模型進(jìn)行模態(tài)分析，基于ADAMS對(duì)模型的模態(tài)分析結(jié)果，結(jié)合邊界條件對(duì)柔性梁模態(tài)的影響規(guī)律，選用適合的邊界條件以表示柔性臂模態(tài)的變化規(guī)律。并提出了柔性梁邊界條件的迭代計(jì)算方法。通過分析二連桿柔性機(jī)械臂模態(tài)頻率仿真分析，驗(yàn)證了迭代計(jì)算方法的正確性，為使用假設(shè)模態(tài)法建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程提供了一個(gè)有效的方法。
　

3、?。?）使用精確度較高的柔性梁模型，通過假設(shè)模態(tài)法建立平面3R柔性欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)方程。考慮到電機(jī)固定架的剛度遠(yuǎn)大于機(jī)械臂的柔性部分，為了使所建的動(dòng)力學(xué)方程更符合真實(shí)情況，和便于仿真驗(yàn)證，因此將柔性機(jī)械臂視為剛?cè)狁詈蠘?gòu)件。由于動(dòng)力學(xué)方程中含由關(guān)節(jié)廣義變量和模態(tài)廣義變量，求解較復(fù)雜。基于第二類拉格朗日方程的推導(dǎo)，本文提出了一種程序求解動(dòng)力學(xué)矩陣中各項(xiàng)元素的方法。
　?。?）基于系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，分析了系統(tǒng)自由關(guān)節(jié)的加速度耦合指數(shù)