計(jì)及多重柔性的輪式懸架移動(dòng)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、在石油化工企業(yè),迫切需要機(jī)器人對危險(xiǎn)品儲罐及其管道進(jìn)行快速巡檢。本文結(jié)合巡檢機(jī)器人的特殊工作要求,以末端執(zhí)行器精確定位為目標(biāo),以輪式懸架移動(dòng)機(jī)械手為研究對象,考慮移動(dòng)平臺的彈性阻尼懸架的柔性和機(jī)械手的彈性變形,深入研究其動(dòng)力學(xué)特性,建立動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行數(shù)值仿真,為后續(xù)控制方法研究奠定基礎(chǔ)。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(biāo),基于輪式懸架移動(dòng)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)約束方程和廣義坐標(biāo)分離法,提取了系統(tǒng)獨(dú)立坐標(biāo)變量和關(guān)聯(lián)坐

2、標(biāo)變量,并建立了二者相互關(guān)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(jī)械手各構(gòu)件彈性變形、系統(tǒng)剛性運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立坐標(biāo)變量、輸入扭矩、懸架參數(shù)和路面擾動(dòng)等因素對載體驅(qū)動(dòng)力的影響,提出并建立了包含柔性機(jī)械手各構(gòu)件彈性變量的輪式懸架移動(dòng)機(jī)械手移動(dòng)載體驅(qū)動(dòng)力模型。
　　3.基于Euler-Bernoulli梁單元理論和Reyliegh-Rize法

3、描述機(jī)械手桿件彈性變形,提出并建立了考慮機(jī)械手彈性變形、移動(dòng)載體的線彈性-阻尼懸架、路面擾動(dòng)和電機(jī)集中質(zhì)量等因素的多重柔性下輪式懸架移動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了對物理模型的精確描述。
　　4.為驗(yàn)證不同動(dòng)力學(xué)模型對末端執(zhí)行器定位的影響,采用數(shù)值仿真方法進(jìn)行分析。仿真結(jié)果表明,考慮構(gòu)件彈性變形是提高末端執(zhí)行器定位精度的必要條件;機(jī)械手構(gòu)件彈性變形與輪式移動(dòng)機(jī)械手整體剛性運(yùn)動(dòng)間存在的動(dòng)力學(xué)耦合是引起剛性運(yùn)動(dòng)變量高頻振動(dòng)的主要因素