基于拉格朗日的冗余驱动并联机构刚体动力学建模

摘要：

针对4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构的刚体动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立冗余驱动并联机构动力学模型.首先,推导出4-UPS-RPU冗余驱动并联机构系统的动能表达式、势能表达式和作用于并联机构非保守力的等效广义力;然后,应用拉格朗日法建立4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的动力学模型,为并联机构驱动力的求解以及整个机构的动力学分析奠定基础;最后结合算例,采用Matlab编程对动力学模型进行数值计算并绘制了机构驱动杆驱动力变化曲线,将上述分析结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性.研究不仅为4-UPS-RPU4自由度冗余驱动并联机构动力学优化设计和控制等后续研究提供了理论依据,也为其他冗余驱动并联机构的动力学建模提供了可行的方法.

关键词：冗余驱动并联机构、刚体动力学模型、拉格朗日方法、4自由度

所属期刊栏目：46

分类号：TP241;TH112(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51005138、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目BS2012ZZ008、山东省泰山学者建设工程专项资金资助项目tshw20130956、山东科技大学杰出青年基金资助项目2011KYJQ102和山东科技大学研究生创新基金资助项目YCA120329

在线出版日期：2016-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：329-336