六自由度空间柔性机械臂的动力学分析与仿真

突破了仅对两自由度平面柔性机械臂进行研究的传统,而对多自由度空间柔性机械臂进行动力分析。用假设模态法表示臂杆柔性,并将变形量融入D—H坐标系,通过对机械臂末端的轨迹规划得到刚性运动学的逆解。运用Kane方法对多自由度的空间柔性机械臂进行动力学建模,推导出完整的系统动力学方程,采用较高精度的四阶龙格-库塔法对动力方程进行积分求解。给定一个六自由度柔性机械臂模型,并对其进行数值仿真,验证了臂杆柔性对机械臂的动力响应产生的重要影响。     

柔性多体机械臂动力学仿真

本文介绍基于Ｊｏｕｒｄａｉｎ变分原理的柔性多体机械臂动力学方程的单向递推组集方法，并根据该方法开发了柔性多体系统动力学仿真软件ＦＭＳ，文末对空间四连杆机械臂机器人操作手进行了动力学仿真．     

4-DOF 串联仿生机械臂动力学建模方法

串联机械臂在仿生机械、工程机器人中得到广泛应用,如何建立有效的串联机械臂系统动力学模型,解决好模型求解的精度和实时性问题是深入开展机械臂运动控制研究的基础。分别采用牛顿 欧拉法、基于动能积分法的拉格朗日方程和基于等效动能法的拉格朗日方程3种求解机械臂动力学模型的方法,对某仿生螳螂前臂四自由度机械臂进行建模研究,通过具体求解过程对比分析了上述3种方法的实时性、精确性和通用性,为该串联机械臂的运动控制研究提供支撑。     

柔性机械臂的建模方法

本文利用Hamiliton原理建立了单杆柔性机械臂的动力学模型,并用有限元——假设模态法对其进行了离散化。最终,建立了可供上机计算的运动微分方程。本方法可推广到多柔性杆系统。     

柔性机械臂动力学建模与控制方法研究进展

柔性机械臂具有质量轻、惯性小、能耗低等优点,随着机器人技术的发展,针对柔性机械臂的精确建模和有效控制成为国内外学者的重要研究课题。从柔性机械臂动力学建模和动力学控制方法两方面,介绍了近十年国内外学者的研究现状和最新技术的发展,在此基础上对各种方法的优缺点进行分析和比较,并对今后的发展进行了展望。     

基于虚拟样机技术的机械臂建模与仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件MSC．ADAMS，建立了机械臂抓取的虚拟样机模型，包括对机械臂各部件的简化、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制。在仿真过程中通过预估末端件的运动规律，依据运动仿真结果求得控制主动件的运动输入曲线。最后对该虚拟样机模型进行了运动学和动力学分析，实现了使用CAE仿真软件来对机械臂的运动和动力性能进行分析，为机械臂系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数，为工程设计提供了一套有效的分析方法。     

以曲线坐标表示的平面机械臂动力学模型

利用位形空间的概念，将机构所受约束作为位形空间的嵌入流形，导出了以流形曲线坐标表示的平面机械臂动力学方程。     

多臂机器人系统的动力学分析与实验

多臂机器人系统的两个或多个臂协同夹持一物体时，系统形成闭环构造，可视其为具有约束的多体系统．本文基于ｋａｎｅ方程，实现了约束多体系统的动力学分析．通过引入正交补矩阵，形成多臂机器人系统的主导方程．以双臂协同夹持刚体为例，讨论了系统的动力学特性．数字仿真结果与实验结果吻合较好     

含区间铰间隙柔性机械臂控制精度分析

为了分析大变形、间隙碰撞和不确定性对机械臂动力学特性和控制精度的影响,提出了含区间铰间隙的柔性机械臂动力学建模方法和该动力学模型的求解方法.模型中采用绝对节点坐标法对柔性部件进行动力学建模,采用混合碰撞力模型和Ambrósio摩擦力模型建立关节铰间隙,并且采用区间变量描述间隙尺寸和部件杨氏模量.通过数值仿真分析表明:部件柔性和间隙会显著地影响机械臂动力学特性和控制精度,而且随着部件弹性模量减小、间隙尺寸增大,影响将更加显著;考虑不确定性时,机械臂的控制精度将降低,而且参数不确定性会显著影响该机械臂的动力学特性.     

圆柱铰间隙运动学分析及动力学仿真

含关节间隙的多体系统动力学精细的仿真计算必须依赖于对关节处2相对运动体的运动学描述.针对工程中常见的圆柱铰关节,建立了识别间隙铰处碰撞接触模式的运动学关系.该运动学关系直接基于间隙铰关节的几何构形来确定运动过程中潜在碰撞接触点对之间的最小距离,避免了一般多体系统确定碰撞接触点的搜索过程.基于Hertz接触刚度并考虑阻尼效应的影响建立法向接触模型,采用修正的库仑模型考虑关节处的摩擦作用.针对一曲柄机构进行了仿真计算,研究了空间间隙、摩擦系数、杆件的柔性等因素对系统动力学特性带来的影响.     

计及间隙的运动副和机械系统动力学的研究进展

基于近年来计及间隙影响的运动副建模以及含间隙机械系统动力学的研究, 综述间隙运动副连续接触模型、经典碰撞模型、连续接触力模型以及旋转副三维间隙模型等的研究进展, 介绍间隙模型在机械系统动力学非线性特性分析、性能评价与可靠性评估等方面的应用情况, 详细探讨考虑黏滞–滑动过程和接触表面形貌的间隙建模、共形接触建模、不确定参数的含间隙系统动力学分析、运动精度评估以及运动副间隙设计等未来应重点研究的若干关键技术问题。     

多关节机械臂的运动学分析与综合

本文提出了多关节机械臂运动学正问题的递推公式,并利用这些递推公式方便地解决了多关节机械臂的运动学逆问题,不仅物理概念清晰,而且无需导出其显式表示.文中所述方法简单、新颖,通用性强,适用于计算机编程,对多关节机械臂的设计与控制都有一定的指导作用.     

Dynamic Analysis of Four-Bar Beating-up Mechanism with Joint Clearance

For the four-bar beating-up mechanism of air-jet loom,the plain bearing of linkage is the bearing with dynamic load,and is immersed in the lubricant-box.If the joint clearance is considered,the research on linkage movement could be very complicated.In this paper,the kinematic characteristics of four-bar beating-up mechanism with joint clearance were studied by analyzing the trace of journal center and the balance of radial,tangential forces,and bearing load.The region of principal vibration and its forming ...     

含运动副间隙平面机构位姿误差分析

将误差分析理论、优化技术与虚位移原理相结合,讨论了含运动副间隙平面机构的位姿误差,提出了一种机构位姿误差数值计算方法.利用虚位移原理,讨论了平面机构原始误差与输出端位姿误差间的映射关系;建立了平面机构中常见原始误差的数学模型,推导出平面机构输出端位姿误差表达式.根据优化思想,进一步探讨了输出端位姿误差的极值表达式.在已知各构件原始误差的情况下,通过计算机程序可以迅速得到含间隙的平面机构输出端的位姿误差.与其他同类方法相比,这种方法概念清晰,无需施加特定的外力,通用性强.     

组态技术和PLC技术在机械手控制系统中的应用

介绍了基于MCGS组态软件与西门子S7——200系列可编程序控制器的机械手控制系统设计及控制系统的组态过程;给出了控制系统的硬件组成、软件设计,并制作出控制系统的动态监控画面;在MCGS和PLC串行通讯的基础上,通过计算机控制PLC,实现了对机械手的控制。     

某机械臂运动精度分析及优化

针对潜艇蓄电池日常维护保养工作困难,对设计的蓄电池自动维护保养装置进行了运动精度分析。通过对传动误差产生的原因分析入手,采取理论分析、数值计算和实验分析对比验证的方法,将理论计算所得到的误差结果与应用Matlab软件测得的实验数据进行比较分析,并提出了优化改进方案。     

平面关节型机械手的运动学求解与仿真研究

根据平面关节型机械手的结构特征,运用杆件坐标系建立平面关节型机械手的运动学模型;通过建立A矩阵和矩阵变换实现机械手的位置、速度正运动学和逆运动学求解;在正运动学和逆运动学的数学模型基础上,选择MATLAB机器人工具箱为软件平台,建立平面关节型机械手模型并进行仿真,获得关节扭矩和角速度曲线,为伺服电机的选择、控制系统的设计和研发提供参考和决策依据。     

一种并-串结构机械手臂的研究

通过对几种典型少自由度并联机构的研究,基于人体手臂的运动形式,提出了一种新的结构,即并-串结构的机械手臂.该结构具有精度高,承载能力强,工作空间大,运动灵活,较好的工作姿态能力等特点.特别适用于狭小地域空间,姿态能力要求较高的场合.对该结构的设计,利用三维软件进行建模,对该两级结构的工作空间进行分析.进一步对结构进行静力学分析,从而求出整个结构的约束反力,为并-串结构的研究提供了理论基础.     

基于控制系统模型降阶的柔性机械臂模态截断技术

本文提出了基于均衡实现的柔性机械臂模态截断方法,求取了单连杆柔性机械臂状态空间表达式的均衡实现,并以此为依据对控制模型和动力学模型进行了截断,所得结果与实验结果一致。