柔性欠驱动机械臂动力学耦合分析

发布时间：2018-08-12 07:38

【摘要】：为建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学方程,采用Euler-Bernoulli梁模型并添加经迭代计算的边界条件,对柔性机械臂进行了动力学耦合与仿真分析。在对柔性机械臂进行模态分析的基础上,将柔性机械臂视为包含边界条件的悬臂梁和简支-自由梁模型,采用假设模态法建立柔性3R欠驱动机械臂的动力学模型。仿真结果证明:添加经迭代计算的边界条件的柔性梁模型能更好地反映自由关节的加速度耦合情况。最后对柔性欠驱动机械臂与刚性欠驱动机械臂进行关节耦合指标分析,结果表明柔性欠驱动机械臂的自由关节包含更复杂的耦合情况,对柔性机械臂弹性振动的控制是对柔性欠驱动机械臂控制的关键。
[Abstract]:In order to establish the dynamic equation of the flexible 3R underactuated manipulator, the dynamic coupling and simulation analysis of the flexible 3R underactuated manipulator are carried out by using the Euler-Bernoulli beam model and adding the iterative boundary conditions. Based on the modal analysis of the flexible manipulator, the flexible manipulator is regarded as a cantilever beam and a simply supported free beam model with boundary conditions, and the dynamic model of the flexible 3R underactuated manipulator is established by using the hypothetical modal method. The simulation results show that the flexible beam model with iterative boundary conditions can better reflect the acceleration coupling of free joints. Finally, the joint coupling index between the flexible underactuated manipulator and the rigid underactuated manipulator is analyzed. The results show that the free joint of the flexible underactuated manipulator contains more complex coupling conditions. The control of flexible manipulator elastic vibration is the key to the control of flexible underactuated manipulator.
【作者单位】： 山东理工大学机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61303006) 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目(BS2012ZZ009)
【分类号】：TP241

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 史士财,高晓辉,姜力,刘宏;欠驱动自适应机器人手的研制[J];机器人;2004年06期

2 张霞;荣祖兰;;欠驱动机器臂系统研究综述[J];现代商贸工业;2009年12期

3 王红睿;田彦涛;;一类欠驱动系统的非线性输出跟踪控制[J];控制与决策;2011年06期

4 弓建军;一种可伸缩空间机械臂及其应用分析[J];航天控制;2000年04期

5 侯保林,樵军谋,韩宏潮;一重载高速机械臂的结构与控制同时设计[J];机械设计;2004年01期

6 贾宏亮;姚琼;黄强;;基于质量分配的空间机械臂刚度优化[J];中国空间科学技术;2008年03期

7 李斌;;月球车车载机械臂的研究进展及关键技术探讨[J];机器人技术与应用;2008年03期

8 ;美大学研发脑波控制机械臂[J];机械研究与应用;2009年01期

9 任美玲;陶大锦;;机械臂的研究与进展[J];出国与就业(就业版);2012年02期

10 刘朋增;;基于移动平台的机械臂结构分析与设计[J];企业导报;2013年11期

相关会议论文 前10条

1 王印超;赖小明;杨学宁;李建永;陈化智;陶建国;;绳驱式表取采样机械臂的设计研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集（下册）[C];2012年

2 张继辉;;助力机械臂在汽车制造业中的应用[A];第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C];2012年

3 黄登峰;陈力;;基于双向映射神经元网络的漂浮基空间机械臂逆运动学控制[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

4 陈瑞燕;梁辉;冯永;;用于深水水下设备下放安装的多功能机械臂[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年

5 朱华里;张芳;;电机控制下的一类弹性机械臂系统的镇定[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年

6 郑桦;丛爽;魏子翔;;提高实际绘图精度与速度的二自由度机械臂控制[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

7 韩清凯;张昊;高培鑫;刘金国;;机械臂系统控制同步的非线性动力学特性研究[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

8 梁捷;陈力;;漂浮基空间机械臂姿态与末端抓手协调运动的模糊变结构滑模控制[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

9 刘庆杰;许向阳;戴亚平;;基于机械臂转速的远程广义最小方差控制[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年

10 赵京;荆红梅;;具有全局性能的冗余度机械臂容错运动规划[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年

相关重要报纸文章 前10条

1 葛秋芳;科学家让猴子凭“意念”操纵机械臂抓取食物[N];新华每日电讯;2008年

2 毛毛;瑞典开发出不怕水的微型机械臂[N];中国高新技术产业导报;2000年

3 王晓晨 潘晨;让中国“臂”炫舞太空[N];中国航天报;2012年

4 田兆运 张晓祺;“玉兔号”:机械臂投放测试成功，，即将开始休眠[N];新华每日电讯;2013年

5 通讯员 祁登峰 记者 付毅飞;“玉兔”机械臂成功实施首次科学探测[N];科技日报;2014年

6 张忠霞;“奋进”号宇航员太空组装机器人[N];人民日报;2008年

7 陈盈;未来军医是个机器人[N];中国国防报;2009年

8 翟军;机器人之路——从机械臂到类人型[N];北京日报;2000年

9 记者 何德功;专治膝盖的机器人[N];新华每日电讯;2003年

10 ;“玉兔之手”完成首次月面探测[N];团结报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 夏德银;一类欠驱动机械系统的起摆控制方法研究[D];东北大学;2014年

2 武遵;适用于核聚变反应舱的多关节机械臂关键技术研究[D];中国科学技术大学;2016年

3 江沛;复杂约束下的串联机械臂运动学控制方法研究[D];浙江大学;2015年

4 东辉;冗余机械臂运动学及移动平台航位推算和轨迹规划研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 宋韬;轮式移动机械臂倾覆与滑移问题研究[D];上海大学;2016年

6 黄水华;多约束下的机械臂运动控制算法研究[D];浙江大学;2016年

7 刘庆波;水平运动的欠驱动机器人运动规划与控制研究[D];北京工业大学;2009年

8 王琨;提高串联机械臂运动精度的关键技术研究[D];中国科学技术大学;2013年

9 杜滨;全方位移动机械臂协调规划与控制[D];北京工业大学;2013年

10 张鹏;机械臂协调操作柔性负载系统动力学与控制[D];吉林大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 王秀丽;非完整系统的自适应控制研究[D];曲阜师范大学;2015年

2 杨彬彬;一类欠驱动系统的稳定控制研究[D];华北电力大学;2015年

3 王耀禄;欠驱动船舶轨迹跟踪滑模非线性控制研究[D];大连海事大学;2015年

4 凌雪;切换滑模控制及其在欠驱动系统模型中的应用[D];东北大学;2013年

5 崔清雨;安装在柔性基座上的欠驱动2R机械臂的混沌运动及其控制研究[D];西南交通大学;2016年

6 吴方朋;欠驱动冗余度机器人避障运动控制研究[D];北京工业大学;2016年

7 郑鹏尚;一类欠驱动系统的切换控制设计[D];东北大学;2013年

8 李阳;基于柔性关节的欠驱动平面双足机器人步态规划与控制[D];浙江大学;2017年

9 阎妍;欠驱动水面船舶镇定控制研究[D];大连海事大学;2009年

10 郝华;欠驱动水面船舶镇定控制的研究[D];大连海事大学;2016年

本文编号：2178369