计及变形耦合的双连杆柔性机械臂动力学模型

摘要

本文根据连续介质的几何非线性变形原理，结合柔性多体系统建模理论的最新进展，在柔性梁的纵向、横向变形位移中均考虑了横向弯曲变形以及轴向伸缩变形的耦合作用，对一双连杆柔性机械臂系统，将其简化为柔性梁结构，利用有限元法和Lagrange方程，得出不同于传统零次近似方程，也不同于一次耦合动力学方程的新方程，并可将此方程拓展到多杆机械臂系统。本文模型包含了二次耦合附加项，并且由于增加了变形耦合量，对柔性梁产生了“软化”作用，使得柔性机械臂模型不同于传统动力学模型。最后，通过计算仿真，说明了这种差异，揭示了新模型的特点和有效性。