雙臂救援機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模與分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了完成更為復(fù)雜的救援任務(wù)，雙臂救援機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生,它不僅可以增強(qiáng)機(jī)器人對(duì)復(fù)雜任務(wù)的適應(yīng)性，同時(shí)也提高了工作空間的利用率。雙臂救援機(jī)器人是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，是由多個(gè)機(jī)械臂連桿及關(guān)節(jié)串聯(lián)組成，并且機(jī)械臂與移動(dòng)車體、機(jī)械臂各連桿及關(guān)節(jié)之間均存在著復(fù)雜的力學(xué)耦合關(guān)系，針對(duì)其動(dòng)力學(xué)的研究將尤為重要，因此本文采用多體系統(tǒng)離散時(shí)間傳遞矩陣法對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的建模與分析。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　首先，根

2、據(jù)救援機(jī)器人機(jī)械臂的功能需求確定了機(jī)械臂的自由度數(shù)目以及關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)形式，并進(jìn)一步對(duì)救援機(jī)器人機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)方式的選擇等方面進(jìn)行了詳細(xì)地分析，完成了機(jī)械臂的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　其次，采用多體系統(tǒng)離散時(shí)間傳遞矩陣與現(xiàn)代逐步時(shí)間積分思想相結(jié)合的方法，針對(duì)雙臂救援機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用空間運(yùn)動(dòng)的剛體數(shù)學(xué)模型原理，推得雙臂救援機(jī)器人的移動(dòng)車體及機(jī)械臂各部件的傳遞矩陣，分別建立了開環(huán)雙臂救援機(jī)器人系統(tǒng)以及閉環(huán)雙臂救援機(jī)器人系統(tǒng)的整體動(dòng)

3、力學(xué)方程和總傳遞矩陣。并應(yīng)用D-H坐標(biāo)系法建立了機(jī)器人雙機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)傳遞矩陣法模型進(jìn)行了驗(yàn)證。然后利用MATLAB軟件對(duì)開環(huán)系統(tǒng)的模型進(jìn)行計(jì)算與仿真，得到了位移，角位移，力以及力矩關(guān)于時(shí)間的曲線圖。通過對(duì)仿真結(jié)果的分析，該模型能夠有效的滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真的需要，并為后期控制系統(tǒng)的建立提供了重要的理論依據(jù)。
　　最后，分析了雙臂救援機(jī)器人機(jī)械臂的救援運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行劃分。詳細(xì)研究了機(jī)械臂的幾種關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃方法。并在