为了提高SCARA机器人在工业场合中的工作精度,对其动力学模型进行分析是有效途径之一。建立机器人拉格朗日动力学方程并进行线性化处理,得到一组关节力矩和待辨识参数的线性表达式。选取有限项傅里叶级数作为激励轨迹模型,并使机器人启停时关节角速度和角加速度为零,确保机器人运行平稳。再将线性表达式中观测矩阵的条件数作为优化指标,并结合MATLAB优化工具箱,获得关节最优激励轨迹系数。最后通过递推最小二乘法获得待辨识参数,并代入关节力矩表达式中,并与实际采集力矩值进行比较,确定两者变化趋势。结果表明:实验能够获得较为理想的效果,经过辨识计算所得关节力矩可用作相关领域的动力学控制。

针对模块化六自由度轻载搬运机器人的结构特点,利用Solid Works三维设计软件绘制了机器人的三维模型。采用拉格朗日法建立了机器人的动力学模型并进行动力学分析。基于ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型并进行动力学仿真,得到了转动关节的力矩曲线。基于MATLAB软件对动力学方程进行了数值分析并绘制力矩曲线,其理论分析结果与ADAMS的仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和机械结构设计的合理性,为继续优化机器人结构设计和控制系统设计奠定了基础。

针对传统馈能悬架机械效率低、机构复杂等特点,设计一种简单且高效的少自由度并联机构馈能悬架系统。该系统可以将汽车悬架的垂直运动转化为机构的旋转运动,并带动电机发电。以少自由度并联机构为研究对象,首先采用旋量理论分析该机构实现空间一转一移运动的机构学原理,建立雅克比矩阵,对该机构的正逆位置进行分析,并定义支载力评价指标。然后利用拉格朗日法建立该馈能系统的动力学模型,应用数值方法对该机构的可行性进行分析,最后利用ADAMS对该机构进行运动学和动力学进行仿真分析。数值计算与仿真结果的误差不超过3%,验证了该算法和所建模型的正确性,也为该机构应用到车辆馈能悬架提供了参考。

为了提高三维空间助力机械臂的设计效率,运用拉格朗日方法建立机械臂的动力学模型,利用SolidWorks建立三维空间助力机械臂的构件模型,将装配后三维实体模型导入A D A M S中进行动力学仿真分析,得到相关性能曲线图,为空间助力机械臂的结构设计和最优控制提供依据。

为了研究混合链式液压调平机构的举升能力和调平能力等动力学性能,对举升过程中作平动的工作平台的欧拉角微分表达式和变分表达式进行改写,基于拉格朗日法建立调平机构的动力学数学模型,其过程包括采用复数矢量法建立各刚体质心速度方程、推导调平机构的动能方程、基于虚功原理推导调平机构的广义力方程、推导各液压油缸驱动力的动力学解析解。利用MATLAB软件对所建数学模型进行工程实例仿真,分析不同负载下3个液压油缸的驱动力,并对仿真结果进行试验验证。研究结果表明:自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力与变幅液压油缸驱动力相比对负载变化更敏感;自动液压油缸驱动力和从动液压油缸驱动力的相对大小由两者的缸筒内径和活塞杆直径决定,所建立的各液压油缸驱动力的解析解既可用于工程设计计算和分析,也可用于机构优化设...