两关节压电机械臂刚柔耦合振动特性分析

摘要

刚柔两关节机械臂的振动情况十分复杂,为对其振动进行控制,需要对其刚柔耦合下的振动特性进行探究,并分析不同因素对振动的影响情况。针对此问题,首先,利用拉格朗日方程与假定模态法对刚-柔耦合机械臂进行建模,并结合关节柔性对模型进行优化,仿真对比两种模型的差异;其次,搭建刚柔两关节压电机械臂实验平台,选取电机转速、细分等作为影响因素,设计正交试验进行振动测量;最后,对测量信号进行基于小波变换的时频谱分析,选择振动强度等作为信号振动特征,归纳总结不同因素对振动特性的影响关系。经过实验与分析,验证了考虑关节柔性优化后的模型仿真结果更贴近于实验结果,得到了细分、转速等因素对机械臂振动特性相对具体的影响情况,为后续的振动控制奠定了一定的研究基础。