計及多重柔性的輪式懸架移動機械手動力學分析.pdf

1、在石油化工企業(yè),迫切需要機器人對危險品儲罐及其管道進行快速巡檢。本文結合巡檢機器人的特殊工作要求,以末端執(zhí)行器精確定位為目標,以輪式懸架移動機械手為研究對象,考慮移動平臺的彈性阻尼懸架的柔性和機械手的彈性變形,深入研究其動力學特性,建立動力學模型并進行數值仿真,為后續(xù)控制方法研究奠定基礎。本文的創(chuàng)新性工作如下:
　　1.以末端執(zhí)行器精確定位為目標,基于輪式懸架移動機械手的運動約束方程和廣義坐標分離法,提取了系統(tǒng)獨立坐標變量和關聯坐

2、標變量,并建立了二者相互關系。
　　2.基于Euler-Bernoulli梁單元理論、Reyliegh-Rize法、有限元法和Newton-Euler方程,考慮機械手各構件彈性變形、系統(tǒng)剛性運動的獨立坐標變量、輸入扭矩、懸架參數和路面擾動等因素對載體驅動力的影響,提出并建立了包含柔性機械手各構件彈性變量的輪式懸架移動機械手移動載體驅動力模型。
　　3.基于Euler-Bernoulli梁單元理論和Reyliegh-Rize法

3、描述機械手桿件彈性變形,提出并建立了考慮機械手彈性變形、移動載體的線彈性-阻尼懸架、路面擾動和電機集中質量等因素的多重柔性下輪式懸架移動機械手系統(tǒng)的動力學模型,實現了對物理模型的精確描述。
　　4.為驗證不同動力學模型對末端執(zhí)行器定位的影響,采用數值仿真方法進行分析。仿真結果表明,考慮構件彈性變形是提高末端執(zhí)行器定位精度的必要條件;機械手構件彈性變形與輪式移動機械手整體剛性運動間存在的動力學耦合是引起剛性運動變量高頻振動的主要因素