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《串聯(lián)機械臂柔性多體動力學性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、串聯(lián)機械臂柔性多體動力學性能研究劉宇佳2016年01月中圖分類號：TH112UDC分類號：621串聯(lián)機械臂柔性多體動力學性能研究作者姓名劉宇佳學院名稱機械與車輛學院指導教師付鐵副教授答辯委員會主席王曉力教授申請學位工學碩士學科專業(yè)機械設計及理論學位授予單位北京理工大學論文答辯日期2016年01月ResearchonFlexibleMultibodyDynamicPropertiesofSerialRoboticManipulatorsCandidateName：YujiaLiuSchoolorDepartment:MechanicalEngineeringFacultyMento
2、r:ViceProf.TieFuChair,ThesisCommittee：Prof.XiaoliWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MechanicalDesignandTheoryDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2016研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學位論文是我本人在指導教師的指導下進行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標注和致謝的地方外，學位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學或其它
3、教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻均已在學位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學碩士學位論文摘要串聯(lián)機械臂（SerialManipulator）結(jié)構(gòu)簡單，控制方便、安裝和維護成本低廉等優(yōu)點，目前已經(jīng)成為工業(yè)應用最廣泛的機械結(jié)構(gòu)。本文以一類自主研發(fā)的七自由度串聯(lián)機械臂（7DOFSerialManipulator，簡稱7DSM）為研究對象。從多體動力學角度，對機械臂性能進行系統(tǒng)研究，為機械臂性能分析提供必要的理論依據(jù)，對深入研究此類機器人具有重要指導意義。論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：1、設計一種七
4、自由度串聯(lián)機械臂，其結(jié)構(gòu)特點是具有3-1-3自由度分布，大臂偏置，相鄰軸線垂直正交。2、針對了傳統(tǒng)D-H法存在的建模不靈活的問題，提出一種改進的D-H法。并應用在該機械臂的建模過程中，保持了手腕關(guān)節(jié)坐標完整性，克服傳統(tǒng)的D-H法建模的局限性。應用于7DSM機械臂系統(tǒng)，論證了改進的D-H法有效性。3、合關(guān)節(jié)變量逐點搜索法與MonteCarlo法，提出基于MonteCarlo法的概率插值方法，求解工作空間形狀。并論證了該方法在求解偏置多自由度機構(gòu)工作空間的優(yōu)越性。4、基于Lagrange法建立多體動力學模型，綜合考慮臂桿和關(guān)節(jié)柔性，建立串聯(lián)機械臂的多體動力學模型，在指數(shù)映射的理論基礎
5、上，推導了用李群理論表示的Lagrange方程。5、為了進一步降低求解難度，采用多層多級子結(jié)構(gòu)法對模型做進一步簡化，采用Lancozos算法，求解子結(jié)構(gòu)特征值。研究了不同空心系數(shù)和位姿對系統(tǒng)固有頻率的影響。6、采用Matlab、Ansys、Adams多環(huán)境，對剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M行聯(lián)合仿真，分析了臂桿柔性和關(guān)節(jié)柔性對系統(tǒng)的固有頻率和動力學性能產(chǎn)生影響。關(guān)鍵詞：柔性機械臂；改進D-H法；工作空間；多體動力學；模態(tài)綜合-I-北京理工大學碩士學位論文AbstractSerialmanipulatoroccupiedtheadvantageofsimplestructure,convientc
6、ontrolstrategy,andlowcostofrepairingandmaintenance,anditturnstobeoneofthemostwildlyusedstructureinindustryapplication.Thispaperstudiedthe7-DOFSerialManipulator(7DSM)developedbyourowneffort.Fromtheviewofmultibodydynamic,andthesystematicresearchaboutthisstructurewascarriedon.Alltheresultprovide
7、dnessenseryevidenceforthepropertyanalysisofthisserialmanipulator,andgivesanimportantinstructionforthefurtherreaserchofthiskindofrobot.Themaincontentofthispaperisshownasbelow.1.Designa7DOFserialmanipulator,thecharacteristicofthisstructureis3-1
