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1、连杆i1作用在连杆i上的力连杆i1作用在连杆i上的力矩连杆i的重量,作用在质心上质心的位置矢量得i平衡方程:若忽略杆件本身自重,得相邻连杆的力和力矩关系将i+1下的力和力矩转换到i下,得:各个关节所承受的力向量中,某些分量由操作臂本身的连杆所平衡,一部分分量则为各关节的驱动力或力矩来平衡。对于转动关节,关节驱动力矩平衡力矩的Z分量:对于移动关节,关节驱动力平衡力的Z分量:写成矩阵形式:于是,可得3中表示的雅可比:本节利用运动递推和力的递推来建立操作臂动力学方程,讨论动力学逆问题的求解方法。一、牛顿欧拉方程如果将 操作臂的连杆看成刚体,它的质心加速度 ,总质量 与产生这一加速度的作用力 之间的关
2、系满足牛顿第二定律:当刚体绕过质心的轴线旋转时,角速度 角加速度 惯性张量 与作用力矩 之间满足欧拉方程:二、动力学逆问题递推算法动力学逆问题是根据关节位移、速度和加速度 ,求所需的关节力矩或力。整个算法由两部分组成:首先向外递推计算各连杆的速度和加速度,由牛顿欧拉公式算出各连杆的惯性力和力矩。第二步向内递推计算各连杆相互作用的力和力矩,以及关节驱动力或力矩。(1)向外递推( )(2)向内递推( )三、封闭形式的运动学方程上述递推公式有两种用途:数值计算和推导封闭形式动力学方程。只要知道各连杆的质量、惯性张量、质心和旋转矩阵的值,即可直接计算实现给定运动所需的关节驱动力和力矩。然而为了阐明动力学方程的结构,比较重力和惯性力影响的主次等,常需要将某一机器人动力学方程写成封闭解的形式。