基于粒子群算法的空间机械臂关节驱动力矩优化设计

作     者：辛鹏飞 荣吉利 吴志培 项大林 杨永泰 XIN Peng-fei;RONG Ji-li;WU Zhi-pei;XIANG Da-lin;YANG Yong-tai

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 中科院泉州装备制造研究院福建泉州362200 

基　　金：CAST创新基金资助项目(CAST20100141107) 

出 版 物：《北京理工大学学报》 (Transactions of Beijing Institute of Technology)

年 卷 期：2017年第37卷第8期

页      码：813-817页

摘      要：采用绝对节点坐标方法对空间柔性机械臂臂杆进行动力学建模,采用自然坐标法对机械臂关节进行建模,最终得到刚柔耦合的空间机械臂动力学模型.对冗余自由度机械臂进行逆运动学分析,由规划的末端轨迹得到了含自运动项的关节转角轨迹.利用动力学方程中Lagrange乘子的物理意义,对机械臂系统进行逆动力学分析,推导了关节轴瓦与轴颈在运动过程中受到的关节驱动力/力矩.利用粒子群算法优化机械臂的自运动项,得到了最小化的关节驱动力矩能耗,从而形成了一种冗余空间机械臂关节驱动力矩优化设计新方法.在平面三连杆柔性机械臂进行了数值仿真,仿真结果表明:所提出的方法在实现末端轨迹跟踪的同时,能有效降低关节力矩能耗;得到的关节力矩连续性好,能够满足工程实际需要.

主 题 词：工程力学 冗余空间机械臂 关节驱动力矩 绝对节点坐标法 粒子群算法 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080101[080101] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15918/j.tbit1001-0645.2017.08.008

馆 藏 号：203262349...