工业机器人作为典型的机电一体化产品,涉及到机械工程、电子技术、计算机技术、力学等多个学科的知识,经过几十年的发展历程,已经在现代化生产制造生活中发挥着重要的作用。机器人动力学研究和分析的是作用在机器人上的力和力矩与机器人关节位置等之间的关系。要想提高机器人的分析精度,必须建立起准确的动力学模型。获取模型中包含的动力学参数的过程即为参数辨识。本文采用的整体辨识法是参数辨识研究中最常用的方法。主要研究内容如下:(1)采用牛顿-欧拉法对工业机器人进行动力学建模,基于递推过程得到了机器人的动力学一般方程。对影响建模准确性的因素进行了探讨,提出了改进的牛顿欧拉模型,将六关节工业机器人简化为三关节,视机器人为刚体,并加入了耗散模型。最后对改进的牛顿欧拉模型进行了验证。(2)将整体辨识法应用于工业机器人动力学参数辨识。本文使用了一种直接重组参数的方法,找到了前三个关节的可辨识重组参数,即最小动力学参数集。周期性轨迹具有一定的优势,选择五阶傅里叶级数作为激励轨迹的形式,采用差分进化算法解决这一多目标优化问题;基于周期性轨迹,采用了先将关节角度和电机电流平均再傅里叶变换转到频域处理的方法。最后,采用最小二乘法作为参数估计算法。(3)完成了工业机器人动力学参数辨识的仿真分析和实验研究。基于动力学软件Adams进行了机器人的仿真分析验证;并对工业机器人进行了参数辨识实验,试验结果表明,该方法具有很好的适用性和可行性。(4)基于动力学建模和参数辨识理论,进行了机器人动力学参数辨识虚拟仿真软件系统的开法。验证表明软件可用。