机械原理课程设计中机器人机构的动力学建模与仿真
2021-03-23陈修龙陈天祥
实验室研究与探索 2021年2期
关键词:分析
陈修龙,陈天祥
(山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛 266590)
0 引言
机械原理课程设计是培养学生机构分析能力的重要环节,但传统课程设计主要针对平面连杆机构的运动学进行分析,动力学分析的较少,特别是课程设计中对机器人机构动力学分析还很鲜见。作为重要应用机构类型之一的机器人机构受到了广大企业和科研院所的关注[1-3],在机械原理课程设计中增加机器人机构动力学的内容,不但能满足有较好课程基础和分析能力学生的需要,提高学生的学习兴趣,拓展思路,而且能做好校内学习内容与校外需求的统一,为学生分析能力的培养和就业都具有重要的作用。
平面3 自由度并联机构是机器人机构的重要分支,其结构简单,制造成本低,在芯片封装及电路板精密切割等领域具有较广的应用,已逐渐成为国内外研究热点[4-8]。并联机器人机构动力学建模分析是动力学性能评价、精确控制和优化设计的基础[9-14],也是机器人机构工程应用的理论依据。Hamdoun 等[15]研究了3-RRR并联机器人的逆运动学问题,并进行了优化设计研究;马立等[16]建立了3-PRR平台的伪刚体模型及对其进行位姿分析,获得了平台的正、逆解;Mo等[17]、杨杰等[18]对平面3-RRR 和3PRR 并联平台进行了运动学建模和运动控制研究;Can 等[19]研究了平面3-RRR 并联机构3 个曲柄在不同方向旋转时的奇异位姿。Lipiński[20]研究了基于RRR平台并联机器人复杂机电一体化系统的动力学问题;赵磊等[21]建立了3-RRR柔顺并联机构的伪刚体模型,并采用矢量代数法理论推导了该机构的位姿正解;……
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