具有柔性臂的平面三關(guān)節(jié)機器人欠驅(qū)動控制.pdf

1、柔性欠驅(qū)動機器人兼具柔性機器人和欠驅(qū)動機器人的特點，適應(yīng)了當前對機器人高速、低能耗等方面的要求，是機器人發(fā)展的必然趨勢。本課題使用的是平面3R柔性欠驅(qū)動機械臂，使用優(yōu)化后的柔性梁模型建立系統(tǒng)的動力學方程，并進行了動力學仿真，關(guān)節(jié)耦合分析等相關(guān)動力學特性研究。主要工作如下：
　　（1）為了建立系統(tǒng)精確的動力學方程，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械臂的梁模型。將柔性機械臂兩端復(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，對于柔性機械臂模型進行模態(tài)分析，基于ADAMS對模型的模態(tài)分析結(jié)果，結(jié)合邊界條件對柔性梁模態(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算方法。通過分析二連桿柔性機械臂模態(tài)頻率仿真分析，驗證了迭代計算方法的正確性，為使用假設(shè)模態(tài)法建立系統(tǒng)動力學方程提供了一個有效的方法。
　

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)動機械臂的動力學方程?？紤]到電機固定架的剛度遠大于機械臂的柔性部分，為了使所建的動力學方程更符合真實情況，和便于仿真驗證，因此將柔性機械臂視為剛?cè)狁詈蠘?gòu)件。由于動力學方程中含由關(guān)節(jié)廣義變量和模態(tài)廣義變量，求解較復(fù)雜?；诘诙惱窭嗜辗匠痰耐茖?，本文提出了一種程序求解動力學矩陣中各項元素的方法。
　?。?）基于系統(tǒng)的動力學模型，分析了系統(tǒng)自由關(guān)節(jié)的加速度耦合指數(shù)