多轴联动龙门式加工中心整机动力学研究

采用有限元软件SAMCEF Mecano,建立了多轴联动龙门式加工中心整机的柔性体动力学模型,通过隐式算法和基于Newmark改进的HHT迭代算法对其进行了动力学求解,分析了其运动误差、速度的变化规律.通过与刚性体模型误差结果的对比,得出了柔性体的弹性变形对运动误差的影响,同时通过速度仿真曲线和理论曲线比较,验证了该动力学模型的正确性.分析结果表明,系统的运动误差和速度变化规律与加工中心本身的固有振动特性、驱动马达和加工中心的非线性因素密切相关.这为进一步研究加工中心的动态性能提供了重要的理论依据.     

柔性机器人轨迹跟踪的逆动力学分析

基于绝对坐标,以期望轨迹而不是名义刚性位置作为机器人末端点的边界条件,建立了具有柔性关节和柔性杆的机器人的逆动力学模型,此方法可使柔性机器人非常准确地跟踪期望轨迹。最后,提出了求解此类非线性方程的数值算法。通过对３Ｒ机器人进行仿真,表明本方法优于通常的方法。     

5R柔性并联机器人系统运动微分方程

为了描述平面5R柔性并联机器人的运动学和动力学特性,需要建立机器人的运动微分方程。针对刚性活动平台和柔性杆件的运动学耦合特点,改进了一套适用于刚体、柔性体耦合的有限元建模方法,推导出单元弹性广义坐标相对于系统弹性广义坐标的转换矩阵,综合考虑了科氏阻尼、离心刚度和几何非线性的影响,利用运动弹性动力学理论,建立了平面5R柔性并联机器人的运动微分方程,避免了采用运动学和动力学约束方程的弊端,提高了建模精度。计算实例表明,该方程反映了机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人的运动误差具有重要影响。     

欠驱动机器人研究综述

欠驱动机器人是指控制输入小于系统自由度的机器人,具有重量轻、成本低、能耗低等众多优点,目前已引起学者们的广泛关注。重点介绍了欠驱动机械臂在动力学建模、动力学特性、可控性分析、轨迹控制和系统的稳定性、鲁棒性研究等方面的发展现状,并对欠驱动机器人的研究方向进行了展望。     

新型平面三自由度冗余并联机构的动力学分析

提出了一种新型平面三自由度冗余并联机构,推导出该机构的运动学逆解,利用牛顿-欧拉法建立了该机构封闭形式的动力学模型,分析表明驱动冗余可以有效地消除奇异位形,最后给出了该机构动力学逆解的数值仿真实例。     

柔顺机构的频率特性分析

以伪刚体模型为基础对平面柔顺机构的频率特性进行了详细的分析,并分别就机构截面参数、结构尺寸、材料参数对频率的影响进行了讨论;针对柔顺机构材料特点提出了新的频率特性比较指标,给出了数值算例,验证了评价指标的可靠性。     

平面2R欠驱动机器人的轨迹规划与控制

以含有一个主动关节的平面2R欠驱动机器人为研究对象,对此类欠驱动系统的轨迹规划问题进行了研究。首先建立了系统的动力学模型,采用时间尺度方法实现了主动和被动关节点到点的轨迹规划,然后引入滑模控制方法进行反馈控制,使被控系统收敛到给定的规划曲面上,克服了非完整系统不存在光滑状态反馈控制律使系统镇定的缺点。数值仿真结果验证了方法的有效性,为欠驱动系统的轨迹规划与控制提供了一种有效的途径。     

空间弹性并联机器人KED建模

本文首次用有限元方法建立了一种空间６自由度并联机器人的弹性动力学模型,文中根据并联机器人的结构特点,设其平台为刚性体,各条腿为弹性体,再根据平台与腿部的运动协调方程推导出它的ＫＥＤ方程,已知机器人的刚体运动规律,由此方程可以求出其平台以及腿部各关节的弹性运动规律,最后给出了数值例。     

弹性空间机构动态响应分析的理论与实验研究

本文从模型建立、方程求解和实验几方面对空间机构弹性动力响应问题进行了系统研究。应用有限元法建立了一般弹性空间机构动力学分析模型及方程,提出了一种高效求解方法,并通过RSS'R空间机构算例及实验较好地验证了上述理论和方法的正确性和有效性。