本文關(guān)鍵詞：機(jī)械臂接觸碰撞動(dòng)力學(xué)分析

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【摘要】：針對(duì)機(jī)械臂在運(yùn)行過(guò)程中的接觸碰撞問(wèn)題,基于碰撞過(guò)程中產(chǎn)生沖量和高斯最小約束原理,提出了一種確定接觸碰撞后系統(tǒng)狀態(tài)量的分析方法。首先,利用Lagrange方程,建立機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,并以此為基礎(chǔ)根據(jù)經(jīng)典碰撞理論與恢復(fù)系數(shù)方程,推導(dǎo)得到碰撞時(shí)系統(tǒng)的外部碰撞沖量求解模型;該模型中碰撞點(diǎn)的速度與碰撞沖量之間是解耦的,有利于計(jì)算求解。其次,根據(jù)高斯最小約束原理和求解得到的接觸碰撞前的系統(tǒng)狀態(tài)量,運(yùn)用求多變量函數(shù)極值的方法建立機(jī)械臂系統(tǒng)接觸碰撞后瞬時(shí)速度求解方程式。最后,以平面三連桿機(jī)械臂為實(shí)例進(jìn)行碰撞動(dòng)力學(xué)建模與仿真,研究分析系統(tǒng)發(fā)生接觸碰撞時(shí)所受到的外部碰撞沖量大小以及碰撞前后機(jī)械臂角速度和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律,求解得到了機(jī)械臂發(fā)生碰撞后保持原有運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變時(shí)各關(guān)節(jié)所需施加的驅(qū)動(dòng)力矩。研究表明:碰撞發(fā)生瞬時(shí)各關(guān)節(jié)將產(chǎn)生剛性沖擊;碰撞后瞬時(shí)各桿將產(chǎn)生抖動(dòng);碰撞產(chǎn)生的沖量由遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)向近端關(guān)節(jié)以遞減的方式變化,所得結(jié)論可為機(jī)械臂沖擊后的運(yùn)動(dòng)軌跡控制提供一定的理論依據(jù)。
【作者單位】： 天津工業(yè)大學(xué)天津市現(xiàn)代機(jī)電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 機(jī)械臂 接觸碰撞 Lagrange方程 高斯最小約束原理
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51275352、51605329)
【分類(lèi)號(hào)】：TP241
【正文快照】： 引言機(jī)械臂在目標(biāo)捕獲或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,不可避免地會(huì)與目標(biāo)物或環(huán)境發(fā)生碰撞。機(jī)械臂的碰撞會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)速度的突變,碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的較大沖擊力不僅會(huì)影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,而且有可能損壞機(jī)械手或者目標(biāo)物。因此,對(duì)機(jī)械臂在運(yùn)行過(guò)程中的碰撞問(wèn)題進(jìn)行研究,可為機(jī)械臂軌跡規(guī)劃[1]和實(shí)

【相似文獻(xiàn)】

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