齐 飞 佘世刚 高书苑 陈 柏 吴洪涛

(1.常州大学机械与轨道交通学院， 常州 213016； 2.南京航空航天大学机电学院， 南京 210016)

0 引言

连续体机器人具有独特的柔顺性、安全性和灵活性，能在一些曲折、狭小的工作环境中作业，因此在工业管道、航空发动机及医疗手术等领域得到了广泛研究。建立高效、准确的运动模型是机器人运动控制的基础和前提条件，但连续体机器人是一种超冗余、强耦合的非线性系统，获取其适用的数学模型难度较大。为了实现对连续体机器人精确的运动控制，需要对其进行动力学建模研究。

一般情况下，连续体机器人的变形过程可以通过运动学模型进行描述，但在受到外界环境干扰及运动速度较大时，运动学模型将无法准确地表示机器人的动态变形过程[1-5]。常见的动力学建模方法有拉格朗日法、牛顿欧拉法和凯恩法[6-9]。HE等[10]基于拉格朗日法建立了多节连续体机器人的动力学模型，但忽略了传动摩擦损失的影响。RONE等[11]基于虚功原理推导了连续体机器人动力学模型，同时对驱动绳与连接盘间的摩擦影响进行了研究。WANG等[12]基于融合的Cosserat梁理论和凯恩方法建立了一种绳驱动的软体机器人动力学模型，该模型考虑了软体材料粘性变形所带来的阻尼作用。RENDA等[13]基于几何分析法推导了仿象鼻软体机器人的动力学模型，并分析了关节耦合力与外界相互作用力的影响。XU等[14]针对一种绳驱动冗余机械臂进行了运动学和动力学建模，并提出了一种驱动解耦方法。……