多体动力学在机械工程领域的应用 被引量：37

1

作者 刘又午 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期144-149,共6页

介绍多体系统动力学的休斯敦方法及其发展。重点介绍在机械工程领域的应用和取得的成果。首先是工业机器人的时间域和频率域分析。其次是数控机床全误差模型的建立 ,误差参数辨识和软件补偿的实现。而后是柔性机械臂的振动控制。最后是... 介绍多体系统动力学的休斯敦方法及其发展。重点介绍在机械工程领域的应用和取得的成果。首先是工业机器人的时间域和频率域分析。其次是数控机床全误差模型的建立 ,误差参数辨识和软件补偿的实现。而后是柔性机械臂的振动控制。最后是可用于航天器的具有大范围运动的柔性体动力学分析。通过实践 。 展开更多

关键词 多体动力学 机械工程 数控机床 航天器 机器人

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基于粒子群优化的刚柔混合机械臂振动抑制规划 被引量：15

2

作者 徐文福 徐超 孟得山 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期632-638,共7页

提出基函数叠加与粒子群优化(PSO)相结合的振动抑制轨迹规划方法.首先推导了各关节变量与模态坐标的关系,采用正弦-梯形函数作为基函数构造各关节的角速度,其中基函数的系数和幅值为待定参数;然后将末端振动最小化轨迹规划转换为待定参... 提出基函数叠加与粒子群优化(PSO)相结合的振动抑制轨迹规划方法.首先推导了各关节变量与模态坐标的关系,采用正弦-梯形函数作为基函数构造各关节的角速度,其中基函数的系数和幅值为待定参数;然后将末端振动最小化轨迹规划转换为待定参数的优化问题,并采用PSO算法获得待定参数的最优值;最后以双杆刚柔混合机械臂为例开展仿真研究.仿真结果表明,所提出的方法大大减小了机械臂末端的残留振动. 展开更多

关键词 柔性机械臂 空间机械臂 刚柔机械臂 振动抑制 粒子群优化算法

原文传递

考虑偏差的刚柔耦合夹具气动机械手加载状态主动控制技术

3

作者 付炎杰 闵林锋 《液压气动与密封》 2024年第10期64-72,共9页

当前刚柔耦合夹具气动机械手在夹取重量较大或形状复杂的工件时,加载状态会出现非线性震荡,造成控制偏差,降低控制平稳度。为了提升刚柔耦合夹具气动机械手加载状态主动控制效果,设计一种考虑偏差的刚柔耦合夹具气动机械手加载状态主动... 当前刚柔耦合夹具气动机械手在夹取重量较大或形状复杂的工件时,加载状态会出现非线性震荡,造成控制偏差,降低控制平稳度。为了提升刚柔耦合夹具气动机械手加载状态主动控制效果,设计一种考虑偏差的刚柔耦合夹具气动机械手加载状态主动控制方法。考虑四种动界限情况计算刚柔耦合夹具气动机械手加载振荡;加载振荡下将偏差分为刚度偏差和柔度偏差,通过奇异函数和拉普拉斯变换计算等级刚度、挠度以及转角,获得气动机械手加载状态受力偏差;构建气动机械手和接杆的坐标系和运动坐标系,分析气动机械手终端位置矢量和驱动力矩的映射关联;通过PD反馈进行刚度偏差和柔度偏差补偿,完成加载状态主动控制。实验结果表明:该方法偏差补偿后,输出力矩更接近理想值,可准确计算刚柔耦合夹具气动机械手在加载状态中的挠度、回旋角度以及动态角度,使气动机械手加载状态主动控制更加平稳。 展开更多

关键词 刚柔耦合 夹具气动机械手 加载状态 主动控制 动界限情况 偏差控制

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多连杆刚柔机械手设计与手指减振分析

4

作者 管声启 郝振虎 +2 位作者 王静国 马腾飞 师红宇 《西安工程大学学报》 CAS 2024年第2期116-123,共8页

针对陶瓷易碎零件分拣过程中难以稳定抓取的问题,设计了一种能够有效稳定抓取的新型多连杆刚柔机械手。首先,以机械传动为基础,将刚性关节与柔性材料相结合,设计机械手的传动方式与柔顺关节的最优结构,并在三维软件上构建刚柔机械手的... 针对陶瓷易碎零件分拣过程中难以稳定抓取的问题,设计了一种能够有效稳定抓取的新型多连杆刚柔机械手。首先,以机械传动为基础,将刚性关节与柔性材料相结合,设计机械手的传动方式与柔顺关节的最优结构,并在三维软件上构建刚柔机械手的整体结构;其次,通过对机械手手指结构进行简化,采用拉格朗日理论和有限元离散方法,构建出具有尖端质量的手指多连杆刚柔耦合动力学模型;最后,求解出机械手手指在运动过程中的动力学方程。在此基础上,通过设计减振方案,对机械手手指结构做出优化和改进。仿真实验结果表明:在外激力为2 N的条件下,改进结构后的刚柔机械手手指其振动的幅度降低8 mm,且恢复稳定的时间缩短了4 s以上,在一定程度上提高了分拣和抓取过程中的抗冲击力,保证了对陶瓷易碎零件抓取过程的稳定性。 展开更多

关键词 零件分拣 结构设计 有限元分析 刚柔机械手 减振实验

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基于EFEM的5R机械臂刚柔耦合动力学分析 被引量：1

5

作者 车仁炜 陆念力 薛渊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1504-1508,共5页

为分析复杂机械系统动力学特性,将系统划分为含有限刚性构件的刚柔耦合系统,基于等效元素集成法,对构件自身的动力学特性进行等效,组建成等效系统。将建模的关键归结为系统中二阶转换张量和相应的三阶转换张量的求解以及系统质量阵的组... 为分析复杂机械系统动力学特性,将系统划分为含有限刚性构件的刚柔耦合系统,基于等效元素集成法,对构件自身的动力学特性进行等效,组建成等效系统。将建模的关键归结为系统中二阶转换张量和相应的三阶转换张量的求解以及系统质量阵的组装,然后,按多柔体动力学的方式建立方程。建立了港口起重机5R机械臂刚柔耦合动力学模型,给出了动力响应曲线,并与刚性解进行了比较。结果表明,采用EFEM方法,动力学方程维数减少,系统质量阵阶数降低,模型建立简单快捷,规范化、程式化,解题效率和精度较高。 展开更多

关键词 刚柔耦合 等效元素集成法 转换张量 等效质量阵 5R机械臂

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基于NSGA-Ⅱ的刚柔耦合机械臂振动抑制轨迹规划 被引量：1

6

作者 王航 邵千城 《机械制造与自动化》 2019年第2期152-155,共4页

为抑制柔性臂的弹性振动及获得能耗较低的运动轨迹,提出一种多目标遗传优化算法和3-5-5-3多项式函数插值的轨迹规划方法。采用模态假设法建立刚柔耦合机械臂的动力学方程,获得运动轨迹与残余振动的关系。依据刚性二连杆机械臂的动力学... 为抑制柔性臂的弹性振动及获得能耗较低的运动轨迹,提出一种多目标遗传优化算法和3-5-5-3多项式函数插值的轨迹规划方法。采用模态假设法建立刚柔耦合机械臂的动力学方程,获得运动轨迹与残余振动的关系。依据刚性二连杆机械臂的动力学方程计算系统的能耗。在轨迹优化过程中,以轨迹基准点的位移浮动值作为待优化变量,由初始、终止条件和中间插值点连续的关系,得出多项式的系数。运用NSGA-Ⅱ算法,获得待定变量的最优值,使得运动结束后机械臂残余振动和能耗达到最小值,通过数值仿真验证了这种抑制振动方法的有效性。 展开更多

关键词 刚柔机械臂 振动抑制 轨迹规划 能耗 NSGA-Ⅱ算法

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基于期望关节角补偿的车载液压刚柔机械臂建模及轨迹跟踪控制 被引量：4

7

作者 徐勇军 李元春 赵晓晖 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1367-1374,共8页

采用拉格朗日原理和假设模态法,通过引入驱动Jacobian矩阵,推导出液压刚柔机械臂动力学方程。针对柔性臂的特点,提出了关节角补偿方法。为了克服参数扰动和外界干扰,利用自适应律估计不确定性项提出了同时控制刚体运动和振动抑制的自适... 采用拉格朗日原理和假设模态法,通过引入驱动Jacobian矩阵,推导出液压刚柔机械臂动力学方程。针对柔性臂的特点,提出了关节角补偿方法。为了克服参数扰动和外界干扰,利用自适应律估计不确定性项提出了同时控制刚体运动和振动抑制的自适应滑模控制方法。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 自动控制技术 液压刚柔机械臂 假设模态法 自适应滑模控制 准静态补偿

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轮式移动2杆刚-柔性机械手逆动力学仿真 被引量：1

8

作者 杨玉维 赵新华 +2 位作者 李强 王收军 王肖锋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1320-1325,1332,共7页

针对轮式2杆刚-柔平面移动机械手逆动力学问题进行了系统研究。采用Pin-free边界条件,对机械手柔性构件进行了离散,采用有限元法分别构建了该移动机械手系统的完整正、逆动力学模型。在频域下,求解了系统驱动力(矩)和弹性构型变量,并在... 针对轮式2杆刚-柔平面移动机械手逆动力学问题进行了系统研究。采用Pin-free边界条件,对机械手柔性构件进行了离散,采用有限元法分别构建了该移动机械手系统的完整正、逆动力学模型。在频域下,求解了系统驱动力(矩)和弹性构型变量,并在时域内对驱动力矩进行了修正,并对修正力矩和构型变量进行了累计误差分析。为了验证建模方法的有效,进行了大量数值仿真工作,仿真结果显示了其有效性和可行性。 展开更多

关键词 轮式移动2杆刚-柔机械手 逆动力学 有限元 频域 累计误差

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空间刚柔性机械臂振动抑制的LQ最优控制方法 被引量：9

9

作者 戈新生 姜兵利 刘延柱 《振动与冲击》 EI CSCD 1999年第1期49-52,56,共5页

以双连杆空间刚柔性机械臂为对象，建立了非线性动力学方程。运用线性二次型（ Ｌ Ｑ）最优控制方法讨论机械臂消除残余振动的控制问题，给出相应的最优控制规律，通过算例仿真计算，表明控制规律的有效性。

关键词 刚柔性 机械臂 振动抑制 LQ最优控制

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刚柔结合的充电机械臂设计 被引量：6

10

作者 刘崇伟 高雪官 周裕东 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期33-37,共5页

针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂。针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间... 针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂。针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间,验证了机械臂设计的合理性,并用Adams软件进行动力学仿真分析,校核了设备选型的安全性。 展开更多

关键词 刚柔结合充电机械臂 四线拮抗驱动 运动学与动力学建模与仿真

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RP型刚柔机械臂螺栓结合部等效建模及结构特性分析 被引量：1

11

作者 张文辉 闻志 +2 位作者 游张平 沈金淼 叶晓平 《中国工程机械学报》 北大核心 2022年第3期205-210,215,共7页

螺栓结合部是RP型刚柔机械臂的关键连接部件,建立其等效模型并使用ANSYS对其结构特性进行分析。首先分析螺栓结合部受力状态,确立结合面接触面压与螺栓预紧力的关系表达式;然后基于弹簧等效原理,建立了螺栓结合部等效模型;基于微凸体变... 螺栓结合部是RP型刚柔机械臂的关键连接部件,建立其等效模型并使用ANSYS对其结构特性进行分析。首先分析螺栓结合部受力状态,确立结合面接触面压与螺栓预紧力的关系表达式;然后基于弹簧等效原理,建立了螺栓结合部等效模型;基于微凸体变形模型和赫兹接触理论,分别推导螺栓结合部切向刚度方程和法向刚度方程;利用PRO/E建立螺栓结合部三维模型,运用ANSYS进行仿真分析,探究螺栓预紧力、螺栓直径对结合部的力学特性影响规律,以及螺栓数目及排列方式对结合部模态频率特性影响机理。所得结论对于深入研究刚柔耦合柔性臂的动态特性具有重要意义。 展开更多

关键词 RP型 刚柔机械臂 螺栓结合部 等效建模 结构特性

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