柔性機器人碰撞動力學效應研究.pdf

1、摘要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，建立合理的接觸一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根柔性的或者剛一柔混合的長細桿，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4X4階齊次變換矩陣為

2、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一碰撞模型，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，使用的數值算法保證了計算結果的合理性。通過數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

3、所提出理論與算法的有效性。關鍵詞:柔性機器人接觸一碰撞碰撞動力學數值仿真聲明本學位論文是我在導師的指導下取得的研究成果，盡我所知，在本學位論文中，除了加以標注和致謝的部分外，不包含其他人己經發(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的學位或學歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學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日學位論文使用授權聲明南京理工大學有權保存本學位論文的電子和紙質文檔