柔性機器人接觸碰撞動力學本質上是一種非定常、變拓撲、非線性的動力學過程，建立合理的接觸-碰撞模型是解決柔性機器人碰撞動力學問題的關鍵。為正確估計由于碰撞引起柔性機器人系統(tǒng)動力學特性的變化，本文針對機器人工作時與其工作環(huán)境發(fā)生碰撞的情形，在柔性多體系統(tǒng)動力學建模理論的基礎上，研究柔性機器人的碰撞動力學效應。在此所研究的系統(tǒng)是由n根柔性的或者剛-柔混合的長細桿，通過轉動鉸連接起來的鏈式機器人系統(tǒng)。柔性機器人的運動以4×4階齊次變換矩陣為基礎建立相對坐標系來表述，運用假設模態(tài)法處理桿件變形。為了研究接觸碰撞過程中系統(tǒng)的動力學行為，采用Hertz接觸理論和非線性阻尼理論建立接觸-碰撞模型，運用拉格朗日動力學方程推導得到n桿柔性機器人含碰撞的動力學方程。推導得到的動力學方程中的速度是連續(xù)的，方程可直接進行求解。再編制仿真程序，使用的數(shù)值算法保證了計算結果的合理性。通過數(shù)個典型算例仿真分析了結構柔性對柔性機器人動力學特性的影響和碰撞過程中柔性機器人系統(tǒng)的動力學響應，驗證了本文所提出理論與算法的有效性。 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省211工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

1‘1工業(yè)機器人和太空機器人

理工大學碩士論文柔性機器人碰撞動力學效應研究通過相應的矩陣變換便可以得到該點相對于機座坐標系的位置。為了便于描述，本文的柔性桿在未變形時均為直桿，在桿的近端和遠端各建連體坐標系匯231。近端坐標系[xay。z，〕，固定在第i桿件的近端(在鉸i端)，二。變形時的中心軸，這個坐標系作為第i根桿件的基礎參考系;遠端坐標系[x口定在桿件i的遠端(在鉸i+1端處)，x‘沿著桿件i的軸線，方向指向遠離桿，即與x。的相同方向。在桿件i未變形時，〔凡兒z‘]，看作是[x。凡z。]，沿桿件向平移桿件i的長度毛而成;坐標系[從氣H:]，是桿件i的D一H坐標系，固i桿件的遠端，坐標系[xJy‘zJ]，與坐標系【H二氣H:〕，并不一定重合，它們之間的次變換矩陣dH，是一個常數(shù)陣;坐標系[H二凡H:〕:固定在桿件i的近端，鉸時，[H:氣H:工與【Hx凡H:l卜，重合，它們之間的變換矩陣月萬廠，只是關于鉸iq，的函數(shù)�！矎姆睭z〕:與[x，兒z。]，并不重合，它們之間的齊次變換矩陣Hb，也常數(shù)陣。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]柔性機器人碰撞動力學建模及其仿真[D]. 華衛(wèi)江.南京理工大學 2005



本文編號：3629119