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《多关节机械手碰撞约束反力冲量和冲量矩的算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期贵州工学院学才民匀年月多关节机械手碰撞约束反力冲量和冲量矩的算法李明义贵州工学院工程教育系摘要本·研究多刚体系统动力学的文采用耳一方法,利用图论观汽和增广体概念,对机械手的树形结构系统有向图进行研究,导出了机械手各关节约束反力冲量和冲量矩的计算式。该动力学方程组是,。以广义坐标表出并用拒阵形式表示便于进行数值计算和程序设计关健询机械手碰撞多刚体系统关联矩阵树形结构增广体中图法分类号多关节机械手树形结构系统分析图表示多关节机械手为一具有广义螺旋付的多刚体系统,其树形结构系统有向。,,,【’口一⋯”图孩图示机械手任一构件在图中用顶点
2、叭或价表示机座用、、、‘一’不价丫’“·图一一收稿。本文于年月在西南地区一般力学学术会及理论力学教学研讨会议上宣读贵州工学院学报年。。一,⋯,,一。根犷表示两构件之间连接的广义螺旋付用有方向的弧或一。。表示其余表示方法见图机械手树形结构系统有向图,。机械手为五关节六杆空间机械机构简图如图示其树形连接结构系统有,。向图可表示为一有根内向树如图所示。图图、关联矩阵。表示机械手各构件之间邻接关系的关联矩阵用行阵和方阵表示为两个。。,“。子矩阵’矩阵元素为说明在机械手树形结构系统有向图中弧与顶点‘二士。间的关系一通路矩阵。机械手树形连接结构系统
3、有向图对应的通路矩阵川矩阵元素为为甘﹄厂气弓一一第期李明义多关节机械手碰撞约束反力冲童和冲童矩的算法由式可见,对机械手树形结构系统有向图图的选择并利用规则标号,所得的通路矩阵中所有非零的元素都在上三角内,而且符号相同,这在计算机计算,,。时可缩短机时又可方便以后的计算关联矩阵与通路矩阵间,显然有。〔一一一一一〕转置一。,一,闷‘砚叮、门八︸︺八曰﹄︸︺‘、’一一。。式中为〔单位矩阵矩阵是矩阵的逆矩阵机械手构件的增广体受力图图表示多关节机械手中任一构件‘一,⋯,‘。犷的增广体受力图,,增广体质心为作用于构件犷上各主动力冲量向构件质心简化的
4、冲量主矢和冲量、十主矩分别用示作用于内侧铰点上以示的约束力冲量和冲量矩分别用、、。。。二言示作用于外侧铰点犷上以示的约束力冲量和冲量矩分别用乏忿示尺一。。十丈⋯广丫十,二’图。,“一在机械手发生碰撞过程中平常力不计而由构件质量⋯十引起的惯性力“,川,⋯冲量及作用于其上的主动力冲量转移到内侧铰上而由十引起的惯性力。。冲量及作用于其上的主动力冲量则转移到外侧铰贵州工学,年院学报机械手碰掩的基本定理根据机械手任一构件,犷的增广体受力图由冲量定理得。‘了、矛、了、产、声、尹、口瓦一乙习言一叮曰、一。二一。,,或几乙习习二⋯,亩式中表示构件,犷的
5、增广体质量其值为习脚几表示惯性坐标系固定点引向构件犷的增广体质心的矢径一。,一一一一,,,了、口‘二心、户口习一⋯‘二知所以一。一一。一一一乙瓦不石圈瓦属砚下令△一一△一,,急式急式凰刃了⋯‘苦‘矛、、户互,了、‘二三月口卜︸。一了△、将式式及式代入式后再代入式得一一△△断、。衬式二习习急五山尹、尹、于,,,乎,了,、了、声、户△犷△不一恩△无一△石舀一⋯了、‘五二三,六月洲‘︺︸﹄,弓一弓故得△犷习习二将式写成矩阵形式得△犷以构件犷、的增广体内侧铰丸为矩心,由冲量矩定理得一一弓弓一止。。、一、一习七忿习一几针,,一、、⋯。,、一。式中
6、乙瓦工毛工厄万万十舜而万刃表示多关节机械手各构件在碰撞过程中对内侧铰点丸动量矩的改变量,可表示为、、。。。。万一刀一一瓦乙一殊一仃第期李明义多关节机械手碰撞约束反力冲量和冲量矩的算法·,。‘一一“△不一△砚一△瓦十△叭戳。一。、一。。,,一。式中△表示构件犷的绝对角速度的改变量表示构件犷的增广体对其内侧铰点丸的动量矩改变量。即。。一。一。△。,。式式与式中表示构件厂的增广体对其内侧铰的惯性张量可由原构件的中心惯性张量丁计算一言习二子一由一式得一瓦‘△石一△氏一△阮卜瓦△而恩一“一“一,‘一,三·,一三,二。一戍思“厂。。。、式中是构件的
7、增广体质心引向构件犷内侧铰点的矢量考虑阮与都是构件犷上的矢量,所以有关系。。田‘△一△奋、尹、、一。。。△△口△田△勿由式则将式改写为风一△石工△砚十△石△叭一一一一。一‘」又勿一习二工△砚戳补。一习「△。△。」令,一习习一试万火。。、。及习△△〕。一△馨△砚△瓦则将式改写为·,,功,又‘“一‘一’⋯凡△△乞川几纸考虑到式中△一。一。一,。·△砚贵州工学院学才段年设一个新的张量表示一犷犷沙了护、,一。。,,一,一厂犷葱其它则式可表为一一一、。了、、尹周△。十凰△两一鱿乙艺况二月︹﹄将式写成矩阵形式卜渔,··。十铃△△石一十机械手碰撞约束
8、反力冲里和冲且矩的计算法机械手中任一构件犷的角速度。川为一叭二一习瓦一⋯,二十,。与式中表示机械手相邻两构件仁与间角速度之差可用铰轴单位矢量广。义坐标甲表示如下—。,二,一习甲一⋯将式代入式并写成矩阵形式而
