基于关节阻尼的6自由度工业机器人优化分析

首先,考虑工业机器人末端振型的变化,基于"转子-扭簧"模型和有限元理论,推导出机器人柔性关节和刚柔耦合杆件部分的动力学模型,探讨关节阻尼与机器人末端振动位移之间的关系,建立关节阻尼的优化设计数学模型;然后,以机器人末端振幅为设计目标,以机器人的驱动关节阻尼为设计变量进行优化;最后,借助ADAMS软件应用该优化模型对刚柔耦合的六自由度串联工业机器人进行优化设计,并对优化结果进行比较分析,验证了关节阻尼抑制末端振动的效果,为工业机器人关节阻尼抑制末端振动提供了理论依据。

考虑被动关节阻尼的液压驱动Stewart平台模态空间控制策略

针对工业应用中并联机构采用常规铰接形式导致的系统过阻尼问题,提出了带动压正反馈的模态空间控制器,该控制器将物理空间内强耦合的多输入多输出系统转化为模态空间内解耦的6个相互独立的单输入单输出系统,运用动压正反馈技术实现对存在过阻尼特性自由度的独立调节,从而将各自由度频宽扩展至固有频率附近.文中首先运用模态解耦理论分析了被动关节阻尼对液压驱动Stewart平台控制特性的影响,随后给出了带动压反馈的模态空间控制器结构及设计方法,最后对该方法进行了实验验证.试验结果表明,该模态空间控制器能够有效扩展系统频宽,从而实现降低系统各自由度耦合影响、提高响应速度的目的.

磁流变阻尼假肢膝关节的参数设计与特性研究

设计了一种基于磁流变阻尼器的假肢膝关节,利用拉格朗日理论建立假磁流变阻尼肢膝关节的动力学模型。对设计的磁流变阻尼假肢膝关节进行参数化设计,采用ADAMS仿真软件对参数化后的假肢进行仿真,分析了不同路面条件下假肢的驱动力矩和磁流变阻尼器的阻尼力。结果显示:在摆动期,磁流变阻尼假肢的驱动力矩发生了显著的变化,需要较大的驱动力矩。在摆动阶段,磁流变阻尼器的阻尼力较大,相对于平地行走和上楼梯而言,磁流变阻尼器输出的阻尼力在下楼梯时更大。因此,基于磁流变阻尼器的假肢膝关节为后续研究奠定了一定的理论基础,通过一系列的参数化设计,使得磁流变阻尼假肢膝关节满足性能要求。