RP型刚柔机械臂螺栓结合部等效建模及结构特性分析

螺栓结合部是RP型刚柔机械臂的关键连接部件,建立其等效模型并使用ANSYS对其结构特性进行分析。首先分析螺栓结合部受力状态,确立结合面接触面压与螺栓预紧力的关系表达式;然后基于弹簧等效原理,建立了螺栓结合部等效模型;基于微凸体变形模型和赫兹接触理论,分别推导螺栓结合部切向刚度方程和法向刚度方程;利用PRO/E建立螺栓结合部三维模型,运用ANSYS进行仿真分析,探究螺栓预紧力、螺栓直径对结合部的力学特性影响规律,以及螺栓数目及排列方式对结合部模态频率特性影响机理。所得结论对于深入研究刚柔耦合柔性臂的动态特性具有重要意义。

基于NSGA-Ⅱ的刚柔耦合机械臂振动抑制轨迹规划

为抑制柔性臂的弹性振动及获得能耗较低的运动轨迹,提出一种多目标遗传优化算法和3-5-5-3多项式函数插值的轨迹规划方法。采用模态假设法建立刚柔耦合机械臂的动力学方程,获得运动轨迹与残余振动的关系。依据刚性二连杆机械臂的动力学方程计算系统的能耗。在轨迹优化过程中,以轨迹基准点的位移浮动值作为待优化变量,由初始、终止条件和中间插值点连续的关系,得出多项式的系数。运用NSGA-Ⅱ算法,获得待定变量的最优值,使得运动结束后机械臂残余振动和能耗达到最小值,通过数值仿真验证了这种抑制振动方法的有效性。

基于粒子群优化的刚柔混合机械臂振动抑制规划

提出基函数叠加与粒子群优化(PSO)相结合的振动抑制轨迹规划方法.首先推导了各关节变量与模态坐标的关系,采用正弦-梯形函数作为基函数构造各关节的角速度,其中基函数的系数和幅值为待定参数;然后将末端振动最小化轨迹规划转换为待定参数的优化问题,并采用PSO算法获得待定参数的最优值;最后以双杆刚柔混合机械臂为例开展仿真研究.仿真结果表明,所提出的方法大大减小了机械臂末端的残留振动.

刚柔结合的充电机械臂设计

针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂。针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间,验证了机械臂设计的合理性,并用Adams软件进行动力学仿真分析,校核了设备选型的安全性。