柔性機器人碰撞動力學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、摘要柔性機器人接觸碰撞動力學(xué)本質(zhì)上是一種非定常、變拓撲、非線性的動力學(xué)過程，建立合理的接觸一碰撞模型是解決柔性機器人碰撞動力學(xué)問題的關(guān)鍵.為正確估計由于碰撞引起柔性機器人系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)建模理論的基礎(chǔ)上，研究柔性機器人的碰撞動力學(xué)效應(yīng)。在此所研究的系統(tǒng)是由n根柔性的或者剛一柔混合的長細桿，通過轉(zhuǎn)動鉸連接起來的鏈式機器人系統(tǒng)。柔性機器人的運動以4X4階齊次變換矩陣為

2、基礎(chǔ)建立相對坐標(biāo)系來表述，運用假設(shè)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(xué)行為，采用Hertz接觸理論和非線性阻尼理論建立接觸一碰撞模型，運用拉格朗日動力學(xué)方程推導(dǎo)得到n桿柔性機器人含碰撞的動力學(xué)方程。推導(dǎo)得到的動力學(xué)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(jié)果的合理性。通過數(shù)個典型算例仿真分析了結(jié)構(gòu)柔性對柔性機器人動力學(xué)特性的影響和碰撞過程中柔性機器人系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)，驗證了本文

3、所提出理論與算法的有效性。關(guān)鍵詞:柔性機器人接觸一碰撞碰撞動力學(xué)數(shù)值仿真聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在本學(xué)位論文中，除了加以標(biāo)注和致謝的部分外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻均已在論文中作了明確的說明。研究生簽名:殊遙L1v1年7月to日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔