中国机械工程
中國機械工程
중국궤계공정
CHINA MECHANICAl ENGINEERING
2014年
15期
2080-2085
,共6页
耿明超%赵铁石%赵飞%刘晓%苑飞虎
耿明超%趙鐵石%趙飛%劉曉%苑飛虎
경명초%조철석%조비%류효%원비호
弹性欠驱动%旋量%动力学%非惯性系
彈性欠驅動%鏇量%動力學%非慣性繫
탄성흠구동%선량%동역학%비관성계
elastic underactuated%screw%dynamics%non-inertia frame
以旋量为基本运算单元,建立了非惯性系下弹性欠驱动机器人的动力学模型。首先以两个旋量的李括弧运算为基础,得到了惯性系下机器人的加速度映射关系。利用多刚体系统的速度、加速度旋量在不同坐标系之间的变换,推导出非惯性系下机器人在惯性系中的加速度映射关系。然后利用刚体的牛顿-欧拉公式,建立了非惯性系下机器人的动力学模型。推导的过程中始终以运动旋量、力旋量为基本的运算单元,简化了动力学建模过程。最后,以空中加油系统这种典型的非惯性系下的弹性欠驱动的应用为例,建立了其在非惯性系下的动力学模型,并用动力学仿真软件进行了验证,验证了理论分析的正确性和可行性。
以鏇量為基本運算單元,建立瞭非慣性繫下彈性欠驅動機器人的動力學模型。首先以兩箇鏇量的李括弧運算為基礎,得到瞭慣性繫下機器人的加速度映射關繫。利用多剛體繫統的速度、加速度鏇量在不同坐標繫之間的變換,推導齣非慣性繫下機器人在慣性繫中的加速度映射關繫。然後利用剛體的牛頓-歐拉公式,建立瞭非慣性繫下機器人的動力學模型。推導的過程中始終以運動鏇量、力鏇量為基本的運算單元,簡化瞭動力學建模過程。最後,以空中加油繫統這種典型的非慣性繫下的彈性欠驅動的應用為例,建立瞭其在非慣性繫下的動力學模型,併用動力學倣真軟件進行瞭驗證,驗證瞭理論分析的正確性和可行性。
이선량위기본운산단원,건립료비관성계하탄성흠구동궤기인적동역학모형。수선이량개선량적리괄호운산위기출,득도료관성계하궤기인적가속도영사관계。이용다강체계통적속도、가속도선량재불동좌표계지간적변환,추도출비관성계하궤기인재관성계중적가속도영사관계。연후이용강체적우돈-구랍공식,건립료비관성계하궤기인적동역학모형。추도적과정중시종이운동선량、력선량위기본적운산단원,간화료동역학건모과정。최후,이공중가유계통저충전형적비관성계하적탄성흠구동적응용위례,건립료기재비관성계하적동역학모형,병용동역학방진연건진행료험증,험증료이론분석적정학성화가행성。
A dynamics model of elastic underacutated robot in a non-inertial frame was established based on screws.Firstly,the acceleration mapping of robot which was in inertia frame was obtained re-ferring to the Lie bracket of two screws.The acceleration mapping in a non-inertia frame was deducted through the transformation of the rigid-body velocity and acceleration in different frames.Then the dynamics model of robot in a non-inertia frame was obtained using the rigid-body Newton-Euler equa-tion.The dynamics model is simple because of the use of the twist and wrench in the process of deriva-tion.Finally,the aerial refueling system,which was a typical application of an elastic underactuated ro-bot in a non-inertia frame,was taken as an example.The dynamics model of the system was presen-ted,and was verified by dynamics simulation software,which demonstrates the correctness and feasi-bility of the theoretical analysis.