基于改进微梁理论的空间柔性机械臂建模方法

针对传统Cosserat梁模型中运动学方程组变量冗余、并非独立及模型中材料模量设定方法不明确的问题,提出一种基于方向余弦阵的Cosserat梁运动学方程简化形式和一种基于多项式拟合的模量设定方法.改进后的建模方法不仅具有更高的模型求解效率,而且求解结果可以更加准确地反映超弹性材料属性.数学仿真及有限元分析验证结果表明:所提出的模量设定方法能够很好地反映柔性臂稳态弯曲形状,同时算法的求解时间得到了较为明显的减少.