柔性宏刚性微机械臂频率特性与运动误差分析

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1、国面如、／从作ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ■工程硕ｉ专业学位论文＇＞．．ｍ学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除义中己经注明引用的巧容外，本论文不包當其他个人己经发表或撰写过的研究成果。对本义的研究做出重要贡献的个人和集体，巧已在文中作了明确说明并表示谢意。化君爆名：施亦奶日期：义４知乃成学位论文使用授权声明本人完全了解东北石油大学有关保留、使用学位论文的规定

2、。学校有权保留学位论文并向国家主管部口或其指定机构送交论文的电了版和纸质版，允许论文被查阅和借＾、、汇编学位论文，可苗公布论文的全部阅，可封采用影印缩印或扫描等复制手段保巧或部分内容。东北石油大学有权将本人的学位论文加入《中园优秀硕±学位论文全文数据库》、《中国博±学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源怠库》。保密的学位论文在解密后适用木规定。学位论义作者签名：论文指导教师签名：指导小组成巧签名：ThesisfortheGraduateCandidateTestFrequen

3、cycharacteristicsandmotionerroranalysisonflexible-macroandrigid-micromanipulatorCandidate:WeiRanmingTutor:GaoShengField:MechanicalEngineeringTrainingcategory:Full-timeType:AppliedResearchDateoforalexamination:22stMay.2016University:NortheastPetroleumUniversit

4、y东北石油大学工程硕士专业学位论文柔性宏刚性微机械臂频率特性与运动误差分析摘要柔性宏刚性微机械臂是一类区别于普通机械臂的两种杆件形式混合搭配组成的特殊机械臂。随着科技水平和工业发展的需要，在工业生产、航空航天、大型钻井平台等许多领域都有柔性机械臂的身影，柔性机械臂已成为近些年机器人领域研究的一个重要方向。但是随着轻量化、高速度、高精度要求的提高，使得机械臂柔度加大，弹性变形增加，造成末端轨迹误差增大，这就必须考虑弹性变形带来的影响，在这种背景下柔性宏刚性微结构机械臂应运而生。机械臂模型建立是机械臂研究的重要内容，

5、是整体结构设计与控制分析的基础工作。文中基于运动弹性动力分析法通过离散单元自由度，来描述柔性机械臂的变形，更为精确的对柔性机械臂建模问题进行研究，便于后续模型仿真与分析。固有频率是评估系统特性的一个重要指标，从整体上反映了整个机械臂的振动特性与系统刚度，可通过构件参量分析改善系统动态特性。结构参量、物理参量等除了影响系统的频率特性外，对宏微机械臂的弹性变形也起着重要的影响，此外不同的关节角驱动函数也与系统运动误差密切相关。本文所研究的为两柔两刚宏微机械臂，柔性宏机械臂完成大范围运动，刚性微机械臂实现小范围精确运动

6、，由于宏机械臂在运动的同时其自身也在发生弹性变形，在一定程度上影响了系统末端轨迹定位与跟踪精度。因此，文中从提高宏微机械臂运动精度的角度出发，对柔性宏刚性微机械臂数学建模、频率特性分析、末端误差对比等问题进行研究。关键词：柔性宏刚性微，弹性变形，频率特性，运动误差II东北石油大学工程硕士专业学位论文FrequencyCharacteristicsandMotionErrorAnalysisonFlexible-MacroandRigid-MicroManipulatorABSTRACTFlexible-macro

7、andrigid-micromanipulatorisdifferentfromcommonmanipulators,itisaspecialkindofmanipulatorswhichiscomposedwithtwodifferentlinks.Withthedevelopmentofindustryandtheprogressofscience,therearemoreandmoreapplicationsofflexiblemanipulatorsinindustryproduction,spacete

8、chnologyandlargedrillingplatform.Flexiblemanipulatorshasbecomeanimportantresearchdirectionintherobotarea.Withtherequirementonlightweight,highspeed,highaccuracyincreasing,theflexibilityoft