鋼-柔性二自由度機械臂動力學建模與實驗研究.pdf

1、剛-柔性二自由度機械臂系統(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、剛性小和力學性能復雜等特點，因此必須尋求一種有效的建模方法進行建模才能夠準確描述柔性體的動力學特性。
　　 本文以柔性多體系統(tǒng)相關理論作為依據(jù)，基于模態(tài)假設法和Kane方程建立了剛-柔性二自由度機械臂系統(tǒng)的動力學方程，并對方程作了線性化處理，得到該系統(tǒng)的線性化動力學模型。在數(shù)值仿真的基礎上，分析了非線性項對動力學特性的影響、不同階數(shù)模態(tài)截斷對系統(tǒng)精度的

2、影響，并利用一階線性化的數(shù)學模型對單元柔性體端部彈性變形量進行數(shù)值分析，考慮了物理參數(shù)、幾何結構參數(shù)和外加驅(qū)動力矩，并根據(jù)Matlab數(shù)值仿真結果提出了能夠高效地改善系統(tǒng)動力學性能的方法。
　　 設計并搭建了剛-柔性雙自由度機械臂系統(tǒng)實驗平臺。在該機構實驗平臺上實現(xiàn)對機械臂輸入轉(zhuǎn)矩的有效控制，并且研究在特定的輸入轉(zhuǎn)矩時柔性機械臂在運動中的動態(tài)變形。通過電阻應變片傳感器檢測柔性臂單元的變形信息，針對剛-柔性機械臂機構的具體特點和要