基于Recurdyn的移动机器人倾覆性分析

针对履带式移动机械臂在运动过程中可能存在倾覆性的问题,以自制的履带式移动机械臂为研究对象,从动力学的角度研究机械臂的运动对移动平台攀爬楼梯过程中的影响,提出了一种机械臂主动改变位姿以维持系统稳定性的算法。首先,采用牛顿-欧拉法建立机械臂动力学方程,通过Solidworks三维软件辨识机械臂各连杆的惯性参数集,得到完整的机械臂动力学方程;其次,对移动平台进行受力分析,采用轮胎倾覆力矩(tire overturning moment,TOM)法衡量移动机械臂的倾覆裕度,判断系统的倾覆可能性;最后,采用Recurdyn仿真软件进行履带式移动机械臂攀爬楼梯仿真实验,仿真实验结果表明:移动平台在攀爬楼梯过程中,其TOM值逐渐增大,系统趋于不稳定状态;当机械臂改变位姿以维持系统平衡时,移动平台的TOM值逐渐减小,系统趋于稳定状态。可见,所提算法可以用来判断移动机械臂系统的倾覆可能性,同时机械臂可以主动改变位姿维持系统的稳定性,为移动机械臂运动稳定性状态的维持提供了有效的手段。