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柔性机械手动力学作为多柔体系统动力学研究领域的一个重要课题,其动力学建模与分析是目前研究的热点。较之刚性机械手,部件的柔性导致机械手动力学性能发生很大变化,如何建立更为准确的动力学模型是动力学分析和控制的主要内容。
本论文针对一类具有杆件柔性的机械手开展了其动力学建模与分析方面的研究,揭示了多柔体系统动力学的独特性质,并且为进一步的运动控制研究提供理论基础。本文的主要工作和取得的研究成果如下:
1.基于假设模态法的与Lagrange方程建立了柔性两连杆机械手的动力学方程,并利用符号推演软件Mathematica对动力学方程进行了推导,然后编写动力学数值求解程序并采用四阶龙格-库塔的数值积分方法得到了系统的动力学响应。仿真结果证明机械手杆件“柔性”所带来的弹性变形与刚性运动的耦合现象。
2.对本实验室HEBUT-2机械手做适当的简化处理,利用三维建模软件UG和动力学仿真软件ADAMS分别对刚性杆件机械手和柔性杆件机械手进行了动力学仿真分析,比较仿真结果得出考虑杆件柔性与不考虑杆件柔性主要区别在于刚性转角加速度的变化。另外对关节的转角误差做了详细分析。