×

变几何桁架机械手的动力学和控制。 (英语) Zbl 1374.70020号

摘要:变几何桁架机械手(VGTM)在未来的空间应用中具有很大的潜力,其动力学模型对系统的动力学分析和控制至关重要。本文提出了一种用自变量建模VGTM的动力学方程的方法,该VGTM由两个双八面体桁架单元和一个三旋转的弹性球面(3-RPS)并联机器人组成。在该方法中,利用相邻两物体的运动学递推关系和几何约束推导出VGTM的运动学方程,并采用Jourdain的速度变化原理建立系统的动力学方程。通过与ADAMS软件的数值仿真比较,验证了所提出的动力学模型的有效性。此外,利用计算转矩法设计了系统轨迹跟踪的主动控制器。数值证明了该控制器的有效性。

MSC公司:

70E60型 机器人动力学与刚体控制

软件:

亚当斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Miura,K.、Furuya,H.和Suzuki,K.可变几何桁架及其在可展开桁架和空间起重机臂中的应用。宇航学报,12(7/8),599-607(1985)·doi:10.1016/0094-5765(85)90131-6
[2] Miura,K.和Furuya,H。未来空间应用的自适应结构概念。AIAA杂志,26(8),995-1002(1988)·数字对象标识代码:10.2514/3.10002
[3] Hughes,P.C.、Sincarsin,W.G.和Carroll,K.A.Trussarm——可变几何桁架机械手。智能材料系统与结构杂志,2(2),148-160(1991)·doi:10.1177/1045389X9100200202
[4] Naccarator,F.和Hughes,P.高度冗余可变几何桁架机械手的逆运动学算法。第三届航空航天计算控制年会论文集,1407-420(1989)
[5] Hertz,R.B.和Hughes,P.C.三自由度可变几何推杆机械手的正向运动学。计算运动学,第6部分,施普林格,荷兰,241-250(1993)
[6] Furuya,H.和Higashiyama,K.闭合连接变几何桁架机械手动力学。《宇航学报》,36(5),251-259(1995)·doi:10.1016/0094-5765(95)00104-8
[7] Huang,S.Y.、Natori,M.C.和Miura,K.自由浮动可变几何桁架的运动控制第1部分:运动学。制导、控制和动力学杂志,19(4),756-763(1996)·Zbl 0878.70002号 ·数字对象标识代码:10.2514/3.21696
[8] Huang,S.Y.、Natori,M.C.和Miura,K。自由浮动可变几何桁架的运动控制,第2部分:反向运动学。制导、控制和动力学杂志,19(4),764-771(1996)·Zbl 0891.70018号 ·数字对象标识代码:10.2514/3.21697
[9] Tsou,P.和Shen,M.H.H.使用模糊规则对自适应桁架结构进行运动控制。计算机辅助土木和基础设施工程,11(4),275-281(1996)·doi:10.1111/j.1467-8667.1996.tb00329.x
[10] Xu,L.J.,Tian,G.Y.,Duan,Y.和Yang,S.X.三面体变几何桁架机械手的逆运动学分析。机械工程师学会会刊,C部分:机械工程科学杂志,215(2),247-251(2001)
[11] MacAreno,L.M.、Angulo,C.、Lopez,D.和Agirebeitia,J.可变几何结构行为的分析和表征。机械工程师学会会刊,C部分:机械工程科学杂志,221(11),1427-1434(2007)·兹比尔1124.60048
[12] Aguirrebeitia,J.、Angulo,C.、Macareno,L.M.和Avil´e,R.通过等效参数化宏元素进行可变几何桁架设计的元建模技术。机械设计杂志,131(10),104501(2009)·数字对象标识代码:10.1115/1.3202008
[13] Bilbao,A.、Avilés,R.、Aguirrebeitia,J.和Bustos,I.F.变几何桁架中基于特征灵敏度的最优阻尼器位置。AIAA杂志,47(3),576-591(2009)·数字对象标识代码:10.2514/1.37353
[14] Bilbao,A.、Avilés,R.、Aguirrebeitia,J.和Bustos,I.F.可变几何桁架的特征敏感性分析。AIAA杂志,49(7),1555-1559(2011)·文件编号:10.2514/1.J050633
[15] Bilbao,A.、Avilés,R.、Aguirrebeitia,J.和Bustos,I.F.可变几何桁架的简化特征问题公式。分析和设计中的有限元,50,134-141(2012)·doi:10.1016/j.finel.2011.09.004
[16] Haug,E.J.《机械系统的计算机辅助运动学和动力学》,Allyn和Bacon,波士顿(1989)
[17] Wittenburg,J.《多体系统动力学》,施普林格,柏林(2007)·兹比尔1131.70001
[18] Qi,Z.H.,Xu,Y.S.,Luo,X.M.和Yao,S.J.基于物体间相互作用的多体摩擦关节系统的递归公式。多体系统动力学,24(2),133-166(2010)·Zbl 1376.70016号 ·doi:10.1007/s11044-010-9213-z
[19] Liu,X.F.,Li,H.Q.,Chen,Y.J.和Cai,G.P.航天器机械臂捕获漂浮刚体的动力学和控制。多体系统动力学,33(3),315-332(2015)·Zbl 1391.70017号 ·doi:10.1007/s11044-014-9434-7
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。