鋼-柔性二自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、剛-柔性二自由度機(jī)械臂系統(tǒng)是一種典型的柔性多體系統(tǒng)。柔性體具有尺寸大、質(zhì)量輕、剛性小和力學(xué)性能復(fù)雜等特點(diǎn)，因此必須尋求一種有效的建模方法進(jìn)行建模才能夠準(zhǔn)確描述柔性體的動(dòng)力學(xué)特性。
　　 本文以柔性多體系統(tǒng)相關(guān)理論作為依據(jù)，基于模態(tài)假設(shè)法和Kane方程建立了剛-柔性二自由度機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，并對(duì)方程作了線性化處理，得到該系統(tǒng)的線性化動(dòng)力學(xué)模型。在數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上，分析了非線性項(xiàng)對(duì)動(dòng)力學(xué)特性的影響、不同階數(shù)模態(tài)截?cái)鄬?duì)系統(tǒng)精度的

2、影響，并利用一階線性化的數(shù)學(xué)模型對(duì)單元柔性體端部彈性變形量進(jìn)行數(shù)值分析，考慮了物理參數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和外加驅(qū)動(dòng)力矩，并根據(jù)Matlab數(shù)值仿真結(jié)果提出了能夠高效地改善系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的方法。
　　 設(shè)計(jì)并搭建了剛-柔性雙自由度機(jī)械臂系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在該機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂輸入轉(zhuǎn)矩的有效控制，并且研究在特定的輸入轉(zhuǎn)矩時(shí)柔性機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)變形。通過電阻應(yīng)變片傳感器檢測(cè)柔性臂單元的變形信息，針對(duì)剛-柔性機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的具體特點(diǎn)和要