基于ANSYS的H型刚柔耦合机械臂动力学建模与动态特性机理研究

摘要：

柔性宏刚性微机械臂作为机器人系统的一个重要结构,存在刚柔之间相互耦合.固有频率作为系统动态特性的一个重要指标,从整体上反映了系统动态特性,可通过结构参量分析改善系统动态特性.因此,有必要对其固有频率特性和内在机理进行深入研究.首先建立刚柔机械臂系统动力学模型.由于柔性宏刚性微机械臂系统具有多变量性和非线性,为较全面了解其动态特性机理,以H型截面宏柔微刚机械臂为例,分别从截面参数、材质组合、集中质量等方面分析各因素对系统固有频率特性的影响.研究结果表明:在相同情况下,随着等比长度的增加,机械臂固有频率呈现急剧减小趋势;采用柔性钢刚性铝组合的机械臂相比全钢或全铝,结构固有频率大幅提升;在保持其他参量不变的条件下,降低末端质量有利于提高机械臂固有频率.通过以上分析为进一步研究H型刚柔机械臂整体优化设计提供了理论依据.

关键词：柔性宏刚性微、刚柔耦合、动态特性、动力学建模、固有频率

所属期刊栏目：44

分类号：TP241(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;浙江省自然科学基金资助项目;浙江省自然科学基金资助项目

在线出版日期：2022-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：18-26