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協作機器人SHIR5動力學建模及固有頻率分析與優化

田勇; 王洪光; 潘新安; 胡明偉 中國科學院沈陽自動化研究所; 沈陽110016; 中國科學院機器人與智能制造創新研究院; 沈陽110016; 中國科學院大學; 北京100049

關鍵詞:協作機器人 柔性 動力學模型 固有頻率 優化設計 

摘要:針對協作機器人SHIR5中柔性連桿和關節導致機器人固有頻率降低的問題,通過建立機器人的剛柔耦合動力學模型對機器人固有頻率進行了分析與優化。首先,對機器人的柔性連桿和關節進行了簡化,并利用有限元法對柔性桿進行了建模,通過對整臂進行裝配,得到整臂的運動關系;然后利用拉格朗日法得到了機器人整臂的動力學模型;最后研究機器人構型及各參數對固有頻率的影響,為機器人的設計提供了一定的參考,并進行了優化設計,使機器人的固有頻率提高了9%。通過對比可以看出理論方法的正確性及有效性。

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