刚-柔性机械臂动力学建模及其动力学特性研究

根据假设模态法,对刚-柔性机械臂系统进行了位形表达及运动学分析.基于Kane方程,建立了刚-柔性机械臂系统的动力学模型.数值仿真结果表明,截取前二阶模态即可满足刚-柔性机械臂系统的精度要求;分析了柔性机械臂的结构参数、材料参数和驱动力矩对其动力学特性的影响.研究结果表明:通过采用矩形截面,采用较大弹性模量的材料,减小外部施加的驱动力矩,避免驱动力矩产生突变,可以有效地提高刚-柔性机械臂系统的动力学性能.     

空间柔性操作臂的动力学/控制耦合特性研究

采用哈密顿模型,对关节处含谐波减速器的空间柔性操作臂的动力学特性进行了研究. 在考虑谐波减速器柔性效应的前提下,分析臂杆运动过程中的动态约束类型,得到了包含系统控制参量和谐波减速器刚度系数的模态频率和振型方程. 综合关节和臂杆的柔性,建立了耦合系统控制律的动力学方程. 通过仿真计算不同控制参数下系统的动力学响应,验证所建系统动力学模型的有效性.     

空间柔性机械臂大负载情况下的动力学仿真

对大质量负载下柔性空间机械臂进行了动力学数值仿真，根据由拉格朗日公式推导出的一杆和平面二杆的非线性模型，采用变步长四阶龙格—库塔法计算，得到大负载下机械臂的运动情况，仿真结果精确可靠，实时性强．     

双连杆柔性机械臂动力学方程仿真

研究机械臂系统学方程的数值解法。通过拉格朗日方程建立了考虑关节弹性变形的双连杆机械臂系统动力学方程。由于系统中存在着高频振荡,使微分方程变为难解的高阶层非线性微分方程组。本文对此方程组采用四阶龙格－库塔法进行数值分析,得到了较好的数值结果。     

柔性机械臂正动力学并行计算研究

本文利用虚功率原理来消除约束反力，并通过引入Lagrange乘子释放约束，得到了空间柔性机械臂正动力学增广形式的动力学方程，由于这种模型中引进了一些冗余计算，因此减弱了方程中各计算量之间的依赖性，从而提高了模型的内在并行性，最后基于这个模型提出了一种空间柔性机械臂正动力学的并行算法。     

柔性机械臂正动力学并行计算研究

本文利用虚功率原理来消除约束反力 ,并通过引入Lagrange乘子释放约束 ,得到了空间柔性机械臂正动力学增广形式的动力学方程。由于这种模型中引进了一些冗余计算 ,因此减弱了方程中各计算量之间的依赖性 ,从而提高了模型的内在并行性 ,最后基于这个模型提出了一种空间柔性机械臂正动力学的并行算法。     

双连杆弹性机械臂悬臂梁模式动力学方程

以竖直平面内双连杆弹性机械臂Bernoulli-Euler梁为对象,用Lagrange方程建立了双连杆弹性机械臂悬臂梁模式分布参数动力学方程,并进行离散化,得出可进行数值仿真的动力学方程.     

七自由度冗余混联机械臂的动力学分析

结合人体手臂关节的运动特点,提出新型七自由度冗余串并混联拟人机械臂机构,并以该机构为例提出混联机构动力学建模方法. 根据运动的传递特性,采用矢量法推导出各个构件在各关节坐标系中的速度和加速度. 基于牛顿-欧拉法在各关节坐标系建立冗余混联机械臂机构的力平衡方程,由于肩关节为过约束机构,所要求解的未知量为27个,基于牛顿欧拉法所建动力学方程为24个. 引入冗余约束力（力矩）引起的杆件变形与动平台位置误差的关系作为补充条件,利用小变形叠加原理补充3个肩关节机构的变形协调方程,联立方程组得到机械臂动力学全解模型. 通过直线、抛物线和圆形轨迹的算例仿真结果验证动力学模型的正确性,为该机构的进一步研究及应用奠定理论基础.     

柔性机械臂的逆动力学

目前对柔性机械臂逆动力学的讨论还处于初级阶段，许多理论和方法还不够成熟。本就几种求解柔性机械臂的逆动力学方法进行了讨论，并分析了各自的特点。同时对单柔性机械臂提出了一种较为简便的求解逆动力学方法，其特点在于它的主程简单，计算量少，并且是精确的。     

3R-3P型双臂机器人缠绕系统的动力学研究

以拉格朗日方程为基本理论,Pual R.P.推导简化的单臂机器人动力学方程为基本公式,视纱带张力为3R臂与3P臂分别所受的外力,建立了该双臂机器人的动力学模型及力协调约束方程,并进行了逆运动学问题的求解.