可控局部自由度柔性机器人的动力学分析与模态实验研究

bb20920d · 发表于 2022-4-30 21:07:30

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雅宝题库解析：
本文对可控局部自由度柔性机器人的动力学建模、实验平台的开发、试验模态分析、振动抑制方法进行了研究。通过建立的可控局部自由度柔性机器人的理论模型，分析了机器人的支杆与主杆运动学独立动力学耦合的特点。研制了机器人实验平台，对机器人样机进行了试验模态分析，由实验结果对机器人理论模型进行了修正，通过修正后的理论模型研究了支杆对于柔性机器人末端振动变形的抑制特性，提出了规划支杆抑振运动规律的方法。首先以抑制机器人末端振动为目的提出一种新型机器人——可控局部自由度柔性机器人。利用Kane方法建立了可控局部自由度柔性机器人的理论模型，说明了支杆的运动可任意规划，并且对主系统的振动变形能够产生影响。然后设计并搭建了可控局部自由度柔性机器人实验平台，完成其机械本体模块、运动伺服控制模块和人机交互软件模块的设计实现。完成了采用江苏联能YE6261B动态数据采集分析系统对实验样机进行试验模态分析的全过程，识别出了机器人的模态参数。为了验证试验模态分析结果的可靠性，应用有限元分析软件ANSYS11.0对可控局部自由度柔性机器人进行了模态分析，所得理论结果对试验模态分析起到了参考对照作用。结合解析法和试验模态方法进行机器人的动力学建模，利用模态实验所得的阻尼、频率、振型等信息对由Kane方法建立的机器人动力学方程进行修正，得到更加符合实际的理论模型。最后利用修正后的理论模型对可控局部自由度柔性机器人的抑制振动功能展开研究，给出具体规划支杆抑制振动运动规律的方法，分别为解微分方程法、假设简谐运动法和粒子群优化假设简谐运动法，通过MATLAB数值仿真、ADAMS虚拟样机仿真以及实验测试对结论进行验证。

可控局部自由度柔性机器人的动力学分析与模态实验研究

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