连续型机器人的动力学建模与仿真  

Dynamic Modeling and Simulation on Continuum Robot

作　　者：李强[1] 何斌[2] 谢红[1] 

机构地区：[1]同济大学机械工程学院现代制造技术研究所,上海201804 [2]同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系,上海201804

出　　处：《机械设计与研究》2012年第2期18-22,共5页Machine Design And Research

基　　金：上海市科委基础研究重点资助项目(11JC1412100)

摘　　要：提出一种新型的连续型机器人动力学建模方法。首先利用NiTi合金丝超弹性的性质建立了机器人的三维实体模型,并以末端受纯弯矩为研究对象,根据欧拉—伯努利方程,得到了机器人的变形曲线方程。然后通过求解变形曲线对时间的导数,得到其上任意点的速度,进而推出连续型机器人的动能表达,再根据已有的公式导出机器人系统的势能及广义力的表达式。在此基础上,利用拉格朗日方程建立连续型机器人的动力学模型。最后通过算例仿真验证了该方法的可行性。A new method for dynamic modeling on continuum robot is proposed.Three-dimension solid molding of the robot is constructed using the super-elastic NiTi alloy,and the deformation curve of continuum robot under end-moment is obtained on the basis of the Euler-Bernoulli＇s equation firstly.The kinetic energy of continuum robot is deduced by solving the derivation of the curve equation,and the potential energy of the robot is easily calculated based on the exist fomula secondly.Dynamic modeling on continuum robot is constructed based on the Lagrange dynamic equation thirdly.Simulation experiments on the robot are conducted finally.The experimental results show that dynamic modeling on continuum robot is feasible.

关 键 词：连续型机器人 仿生机器人 动力学 拉格朗日方程 

分 类 号：TH113[机械工程—机械设计及理论]