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一種機器人支撐臂的力學分析與距離選優
閱讀：556 發布時間：2019-5-5
采用Adams 虛擬樣機仿真技術對一種機器人的主要構件進行建模，分析了模型前后支撐臂的受力情況；分別建立了7 種前后兩臂之間不同距離的模型，通過數據對比，優選出使電機功率輸出小的兩臂間距離。
關鍵詞：機器人；支撐臂；Adams 建模；選優
隨著工業的發展，機器人逐漸在各行各業中替代人從事各種危險作業，高校和相關科研機構正在積極地研發各種功能的機器人[1-5]。 程軍[3]、杜志江[4]、劉彥武[5]分別對異構雙腿機器人，雙足機器人和機器人承載能力等進行了分析和仿真。 哈爾濱工業大學、北京航空航天大學對機器人的研究已經取得了很多成果，并做出了足球機器人、仿生六足機器人等高技術機器人。
作者研究的機器人是一種多功能實驗型機器人，能夠完成渡過壕溝、翻越矮墻和進行管道清淤、排障等多種作業。 在原始設計中遇到的問題是在實際的越障過程中，由于設計以及其他客觀因素的影響，支撐臂無法將車身成功支撐起來。 因此在改進設計中，在既不改變支撐臂的長度，也不使用更大功率電機的前提下，在動力學軟件Adams中建立了機器人的動力學模型，尋求優化機器人前后臂的距離，從而通過改變力臂的長度來減小馬達轉矩，使之能夠成功地將機器人舉起，實現越障功能。
1 動力學數值計算數據流程
多體系統的動力學分析是根據牛頓定理，給出自由物體的變分運動方程，再運用拉格朗日乘子定理，導出基于約束的多體系統動力學方程。 集成約束方程的動力學軟件Adams 可自動建立系統的動力學微分－代數方程，如(1)式。對于動力學微分－代數方程，Adams 根據機械系統特性，選擇不同的積分算法