| 【中文题名】 | 柔性杆柔性铰机器人刚柔耦合动力学 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 一般力学与力学基础 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-6 |
| 【中关键词】 | 柔性杆,柔性铰,机器人,一次刚柔耦合动力学,, |
| 【英关键词】 | flexible link,flexible joint,manipulator,first-order rigid-flexible coupling dynamics, |
| 【分类导航】 | 数理科学和化学>力学>理论力学（一般力学）>动力学>> |
| 【论文摘要】 | 随着机器人朝着高速化、精密化、轻质化和大跨度化方向发展，部件的柔性效应变得日益突出。柔性部件在作大范围运动时，柔性变形与其大范围运动的相互耦合，以及由此而产生的“动力刚化”效应等问题增加了正确分析系统动力学性态的难度，并成为了机器人工程领域的普遍问题和关键技术。本文在前人研究的基础上，对柔性杆柔性铰机器人刚柔耦合动力学进行了探讨。同时考虑机器人杆件和铰的柔性变形，其中，柔性杆件变形不仅包括拉伸变形、弯曲变形，还含有扭转变形。得到一个较完善的多杆全柔机器人模型。采用4×4的齐次变换矩阵描述部件的位姿，并程式化地计入了杆件“动力刚化”项和铰的质量带来的影响，首次建立了多杆全柔机器人的一次刚柔耦合动力学理论模型，推导出矩阵形式的Lagrange动力学方程。所得到的方程形式优美，结构清晰，便于计算机编程。在建模过程分析了矩阵间的递推关系，利用这些关系进行矩阵计算，提高计算效率。本文在最后还对不同情况下的机器人具体算例进行动力学仿真和分析。 |
| 【论文题纲】 |
|
1 绪论 |
7-13 |
|
1.1 研究的背景及意义 |
7 |
|
1.2 柔性机器人动力学发展概况 |
7-12 |
|
1.3 本文的内容安排 |
12-13 |
|
2 单杆全柔机器人刚柔耦合动力学 |
13-19 |
|
2.1 引言 |
13 |
|
2.2 单杆全柔机器人刚柔耦合动力学建模 |
13-17 |
|
2.3 单杆全柔机器人刚柔耦合动力学仿真实例 |
17-19 |
|
3 柔性机器人动力学建模 |
19-32 |
|
3.1 概述 |
19 |
|
3.2 柔性机器模型 |
19-20 |
|
3.3 柔性机器人运动学描述 |
20-21 |
|
3.4 柔性机器人刚柔耦合动力学建模 |
21-32 |
|
3.4.1 系统的动能 |
24-26 |
|
3.4.2 系统的势能 |
26-28 |
|
3.4.3 动力学方程 |
28-29 |
|
3.4.5 矩阵计算 |
29-32 |
|
4 动力学仿真 |
32-47 |
|
4.1 概述 |
32-34 |
|
4.2 仿真程序流程 |
34 |
|
4.3 柔性机器人动力学仿真实例 |
34-45 |
|
4.3.1 刚柔耦合实例仿真 |
34-36 |
|
4.3.2 不计铰的质量的平面二杆柔性机器人 |
36-40 |
|
4.3.3 考虑铰的质量的平面二杆柔性机器人 |
40-41 |
|
4.3.4 空间二杆机器人 |
41-45 |
|
4.4 仿真结果分析 |
45-47 |
|
5 全文总结 |
47-49 |
|
致谢 |
49-50 |
|
参考文献 |
50-53 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.20315 |
