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随着机器人朝着高速化、精密化、轻质化和大跨度化方向发展,部件的柔性效应变得日益突出。柔性部件在作大范围运动时,柔性变形与其大范围运动的相互耦合,以及由此而产生的“动力刚化”效应等问题增加了正确分析系统动力学性态的难度,并成为了机器人工程领域的普遍问题和关键技术。本文在前人研究的基础上,对柔性杆柔性铰机器人刚柔耦合动力学进行了探讨。同时考虑机器人杆件和铰的柔性变形,其中,柔性杆件变形不仅包括拉伸变形、弯曲变形,还含有扭转变形。得到一个较完善的多杆全柔机器人模型。采用4×4的齐次变换矩阵描述部件的位姿,并程式化地计入了杆件“动力刚化”项和铰的质量带来的影响,首次建立了多杆全柔机器人的一次刚柔耦合动力学理论模型,推导出矩阵形式的Lagrange动力学方程。所得到的方程形式优美,结构清晰,便于计算机编程。在建模过程分析了矩阵间的递推关系,利用这些关系进行矩阵计算,提高计算效率。本文在最后还对不同情况下的机器人具体算例进行动力学仿真和分析。