机器人手臂的刚柔耦合建模及摆动模态对比

作     者：王斌锐 方水光 严冬明 Wang Binrui;Fang Shuiguang;Yan Dongming

作者机构：中国计量学院杭州310018 机器人学国家重点实验室沈阳110004 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50905170) 浙江省自然科学基金资助项目(Y1090042) 机器人学国家重点实验室开放基金资助项目(RL0200918) 浙江省新苗人才计划资助项目(2011R409036) 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2012年第23卷第17期

页      码：2092-2097页

摘      要：以机器人柔性手臂为对象,基于Jourdain变分建立了刚柔耦合动力学模型;通过假设模态法将物理坐标变换成模态坐标,对动力学方程进行解耦。参考人体参数,利用ADAMS建立了虚拟样机模型,设计了形函数矩阵。在MATLAB中编写了方程求解算法。对比了ADAMS和MATLAB对柔性手臂转角的仿真。针对碳纤维、铝合金、聚乙烯和聚丙烯4种材质手臂仿真重力作用下的摆动运动,绘出了末端横向变形位移和频谱图;量化分析了变形量和模态。结果表明随着弹性模量与密度的比值增大,手臂固有频率增大,横向变形位移减小;碳纤维材质可近似建模为刚体;碳纤维和铝合金适合做手臂机构;聚丙烯材质刚度和柔顺性较好。

主 题 词：柔性手臂 假设模态法 动力学 刚柔耦合 仿真 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-132x.2012.17.016

馆 藏 号：203101150...