多质心有限质点法及其在工业机器人动力学建模的应用

作者:刘目珅; 张飞斌; 王天杨*; 褚福磊; 程卫东; 刘佑民
来源:振动与冲击, 2022, 41(18): 1-8.
DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2022.18.001

摘要

工业机器人动力学建模对提高机器人末端定位精度有着重要意义。传统工业机器人动力学建模方法多基于机器人杆件刚性假设,未能满足因臂杆柔性引发的机器人弹性振动现象的建模需求。为此,对多质心有限质点法及其在工业机器人动力学建模的应用进行研究。该方法使用简便统一的框架对杆件柔性变形进行动力学分析,其逆向运动方式,相对于传统有限质点法,不仅推导流程更为简单方便,而且有效降低了单元刚体位移对节点纯变形求解的影响,提高了对于工业机器人这种刚体大转动-柔性变形耦合模型计算的收敛性。通过悬臂梁模型验证了该方法的准确性和收敛性。进一步将多质心有限质点法结合正运动学对工业机器人动力学建模,将建模结果与实验数据对比,验证了该模型的结果与实验结果有着较好的重合度。

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