新型可控变胞式码垛机器人机构动态稳定性研究.pdf

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1、第53卷第13期2017年7月机械工程学报JOURNAL0FMECHANICALENGINEERn呵GVbl．53Jul．No．132017DoI：lO．3901／JME．2017．13．039新型可控变胞式码垛机器人机构动态稳定性研究木王汝贵1，2陈辉庆1，3戴建生2，4(1．广西大学机械工程学院南宁530004；2．伦敦大学国王学院伦敦WC2R2LS英国；3．桂林理工大学机械与控制工程学院桂林541004；4．天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072)摘要：变胞机构发生构态变换时，不可避免地会造成冲击

2、，严重时将导致系统失稳，因此对变胞机构进行稳定性分析对于变胞机构在实际应用中的推广至关重要。以面向任务可控变胞式码垛机器人机构为研究对象，将最大李雅普诺夫指数作为机构系统动态稳定度的评价指标，在所建立机构系统全构态非线性动态模型的基础上，考虑了机构材料参数、控制参数以及内冲击激励对机构系统动态性能的影响。运用Newma呔法求解出机构系统全构态非线性动态模型的响应时间序列后，运用cLc法计算时间延迟和嵌入维数，对响应序列进行相空间重构，运用w6lf法计算响应序列的最大李雅普诺夫指数，根据系统输出端相图中的轨迹对系统稳定性进行

3、分析。研究成果为变胞机构动态稳定性的研究提供了参考基础。关键词：变胞机构；码垛机器人；稳定性；李雅普诺夫指数；基于wblf法中图分类号：THl22DynamicStabili够studyofaNoVelControllableMetamorphicPalletizingR0botMechanismWANGRuguil，2CHENHuiqingI'’DAIJianshen∥’4(1．CollegeofMechanicalEngineering，GuangXiUniVersi劬Nanning530004；2．King’sCoU

4、egeLondon，LondonWC2R2LS，UK；3．CollegeofMechanicalandCon仃olEngineering，GuilinUniVerS时ofTecllnolo既Guilin541004；4．KeyLaboratoryforMechanismTheo拶andEquipmentDesigIlofMinis仃)，ofEducation，TianjinUniversi吼Tianjin300072)Abstract：Metamorphicmechanismwouldresultinimpactwheni

5、tischan垂ngf如moneconfigurationtothenext．whatismore，itwouldmakememechallismbeunstable．Thercfore，dynamicstabilityofmetamorphicmechanismisexpectedtobeallalyzed．nisimport肌tformet锄。叩hicmechanismto叩plyandspreadinpracticalengineering．ThecontrDllablemetamorphicpalletizingr

6、obotmechanismisinvestigated．The1a玛estLyapunovexponentisusedasmetricsofdyn锄icstabili哆ofthesystem．Basedonthenonlineardyn锄icmodelofthenovelcontrollablemetamorphicpalletizingrobotmechanismsystemofallconfigurationsundertheactualoperating’mechaIlismmaterialp2urameters，c

7、on廿olparametersandintemalimpactexcitationaretakenintoconsideration．Aftertimeseriesofsteady．stateresponsesoftllemechallicalsystemaresolvedbyNewmarkmethod，timedelayandembeddingdimensionarefigllredoutbyCmethod．Andphasespaceofthetimeseriesofsteady-stateresponsesarerec

8、onst九lcted．Thenwblfmethodis印pliedtocalculate廿le1a唱estLyapunovexponentofthistimeresponseseries．Andphasedia铲amsofthesystemou印utpathsareusedtoanalysiss切bil