Delta并联机械手刚体动力学模型简化方法 被引量：8

1

作者 梅江平 贺莹 +3 位作者 臧家炜 谢胜龙 乔正宇 李金和 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期329-336,共8页

基于虚功原理建立了机械手的完备刚体动力学模型,并对机械手动力学模型的各组成部分(惯性力矩项、惯性力项和重力项)进行了分类;在分析从动臂的运动对机械手力矩各组成部分贡献的基础上,提出了一种基于组合分配系数的刚体动力学模型简... 基于虚功原理建立了机械手的完备刚体动力学模型,并对机械手动力学模型的各组成部分(惯性力矩项、惯性力项和重力项)进行了分类;在分析从动臂的运动对机械手力矩各组成部分贡献的基础上,提出了一种基于组合分配系数的刚体动力学模型简化策略;以简化刚体动力学模型与完备刚体动力学模型逼近度为优化目标,提出一种基于运动过程力矩偏差最小的优化指标,从而确定组合分配系数;基于以上刚体动力学简化方法,从机械手尺度参数与运动轨迹参数两方面因素出发,结合机械手典型运动轨迹,采用多因素分析方法,通过仿真分析了各因素对简化刚体动力学模型准确性的影响,结果表明该刚体动力学模型简化方法针对不同机械手尺度参数与运动轨迹参数均具有较高的计算速度和精度。 展开更多

关键词 并联机械手 简化刚体动力学模型 组合分配系数

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架空线路风偏计算的多刚体动力学模型及其分析 被引量：2

2

作者 胡鑫 王璋奇 田瑞 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期737-747,共11页

为准确高效地计算架空线路动态风偏位移响应,进而预防风偏闪络事故发生,结合架空线路风偏摆动的运动特征,考虑绝缘子串中各个绝缘子的相对运动,采用多个刚杆与扭转弹簧相互连接模拟架空导线,根据风偏变形的力学关系与能量守恒原则,建立... 为准确高效地计算架空线路动态风偏位移响应,进而预防风偏闪络事故发生,结合架空线路风偏摆动的运动特征,考虑绝缘子串中各个绝缘子的相对运动,采用多个刚杆与扭转弹簧相互连接模拟架空导线,根据风偏变形的力学关系与能量守恒原则,建立了连续档架空线路风偏位移响应的多刚体模型与动力学方程;通过量纲分析与相似理论构建物理仿真模型的风洞实验,验证多刚体模型的准确性;通过对工程实例进行数值仿真分析,并比较多刚体模型与通用软件有限元模型的运算时间,验证多刚体模型的高效性。研究结果表明:连续档架空线路的风偏多刚体动力学模型可以有效展现各个绝缘子串与各档导线的动态风偏响应规律,计算精度能够满足工程使用需求,计算效率优于有限元模型。 展开更多

关键词 架空线路 风偏位移响应 多刚体动力学模型 风洞实验 数值仿真

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基于拉格朗日的冗余驱动并联机构刚体动力学建模 被引量：24

3

作者 陈修龙 孙德才 王清 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期329-336,共8页

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... 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-RPU 4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。 展开更多

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

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海上补给高架索刚柔混合动力学模型 被引量：5

4

作者 李楠 韦灼彬 +2 位作者 何学军 张世云 任爱娣 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期15-19,共5页

在已有的多刚体动力学模型的基础上,对钢索单元之间的球铰进行柔性化,建立了高架索刚柔混合体动力学模型;采用嵌入多体动力学仿真软件ADAMS对海上横向干货补给过程进行了仿真计算,并与高架索多刚体动力学模型的仿真结果进行了比较分析... 在已有的多刚体动力学模型的基础上,对钢索单元之间的球铰进行柔性化,建立了高架索刚柔混合体动力学模型;采用嵌入多体动力学仿真软件ADAMS对海上横向干货补给过程进行了仿真计算,并与高架索多刚体动力学模型的仿真结果进行了比较分析。结果表明:海上补给高架索刚柔混合体模型与现有的高架索动力学模型相比,在反映高架索的动力学特性方面更加趋于实际,可以直接应用在工程实践中。 展开更多

关键词 海上横向补给 高架索 多刚体动力学模型 刚柔混合动力学模型 ADAMS

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柔顺机构PR伪刚体动力学建模与特性分析 被引量：23

5

作者 余跃庆 徐齐平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期225-229,共5页

基于伪刚体模型,综合考虑柔性杆的横向变形和轴向变形的影响,建立了末端受力作用下柔顺机构的PR伪刚体动力学模型,应用拉格朗日方程推导了其动力学方程。从方程特征、响应曲线等方面显示了PR伪刚体动力学模型的性能变化。数值分析结果表... 基于伪刚体模型,综合考虑柔性杆的横向变形和轴向变形的影响,建立了末端受力作用下柔顺机构的PR伪刚体动力学模型,应用拉格朗日方程推导了其动力学方程。从方程特征、响应曲线等方面显示了PR伪刚体动力学模型的性能变化。数值分析结果表明:PR伪刚体模型引入了P副来模拟柔性杆件的轴向运动,可以更真实地体现出柔顺机构的动力学特性,更适合于柔顺机构的动力学分析与设计。 展开更多

关键词 柔顺机构 PR伪刚体动力学模型 动力学特性

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人体步态分析的Kane动力学模型 被引量：3

6

作者 纪永超 丁道红 王永岗 《兵工自动化》 2006年第10期52-53,56,共3页

对Hanavan15刚体人体模型进行简化。建立由6个刚体组成的6自由度Kane动力学模型,由此获得人体参数和肌肉参数。再利用6自由度Kane方程及约束条件,计算出人体在步态运动情况和脚部突然受阻静止后引起的人体运动情况,得到各杆的初始转速... 对Hanavan15刚体人体模型进行简化。建立由6个刚体组成的6自由度Kane动力学模型,由此获得人体参数和肌肉参数。再利用6自由度Kane方程及约束条件,计算出人体在步态运动情况和脚部突然受阻静止后引起的人体运动情况,得到各杆的初始转速。从而模拟出人体运动情况及人体着地时与地面的撞击力。 展开更多

关键词 刚体动力学模型 KANE方法 多刚体系统

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考虑桨叶伺服控制的浮式风机多刚体动力学建模与验证 被引量：4

7

作者 刘增辉 陈建兵 +1 位作者 宋玉鹏 张自立 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期892-902,共11页

浮式风机是深远海域风力发电的关键结构,分析其在复杂海况下的动力学响应特征对保障远海风能开发具有重要意义。在初步设计和方案比选阶段,需要开发能够定量把握浮式风机动力学主要特征、且分析高效的一体化分析模型。为此,针对大型Spa... 浮式风机是深远海域风力发电的关键结构,分析其在复杂海况下的动力学响应特征对保障远海风能开发具有重要意义。在初步设计和方案比选阶段,需要开发能够定量把握浮式风机动力学主要特征、且分析高效的一体化分析模型。为此,针对大型Spar式海上浮式风机,建立了多刚体动力学全耦合分析模型。基于Lagrange方程,推导了考虑桨叶转动与桨距控制的8自由度刚体运动方程。结合所建议的多刚体模型,基于Spar式浮式风机1∶50缩尺模型试验实测数据,建立了与试验物理模型相应的一体化多刚体数值模型,并进行了静力、纯风、纯浪以及风-浪联合条件下数值分析结果与试验观测结果的对比分析。采用本文建模理论,建立了OC3-Spar式浮式风机足尺结构数值分析模型,并与常用的风机结构分析软件FAST的计算结果进行了对比分析。通过与上述缩尺物理模型试验和足尺数值模型软件分析对比,验证了浮式风机多刚体动力学分析模型的有效性。 展开更多

关键词 浮式风机 多刚体动力学模型 全耦合模型 模型试验 试验验证 数值验证

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基于ADAMS.LifeMOD的人体头颈部动力学仿真与验证 被引量：13

8

作者 张竟 韩旭 文桂林 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2718-2721,共4页

基于多刚体动力学软件ADAMS和生物力学仿真软件LifeMOD,建立了一个人体头颈部三维多刚体动力学模型。该模型包括颅骨、颈椎骨、肩胛骨、躯干上段以及体现粘弹性性质的肌肉组织。采用美国海军力学实验室的前碰撞志愿者实验数据对模型进... 基于多刚体动力学软件ADAMS和生物力学仿真软件LifeMOD,建立了一个人体头颈部三维多刚体动力学模型。该模型包括颅骨、颈椎骨、肩胛骨、躯干上段以及体现粘弹性性质的肌肉组织。采用美国海军力学实验室的前碰撞志愿者实验数据对模型进行了验证。验证结果表明,该模型具有很好的可信度,可以用来研究在碰撞条件下头颈部的动力学响应特性。 展开更多

关键词 颈椎 多刚体动力学模型 碰撞安全 生物力学 ADAMS.LifeMOD

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实现等速往复运动的机械传动系统动力学分析 被引量：8

9

作者 陈宇 何芝仙 时培成 《机械设计》 CSCD 北大核心 2022年第1期98-104,共7页

一种非圆齿轮-正弦机构串联组合而成的组合机构理论上可严格实现从动件等速往复运动规律。但由于机械系统的动力学效应和电动机输出特性等因素引起的电动机输出轴的速度波动,会导致从动件等速运动速度发生偏差。文中以该组合机构的主传... 一种非圆齿轮-正弦机构串联组合而成的组合机构理论上可严格实现从动件等速往复运动规律。但由于机械系统的动力学效应和电动机输出特性等因素引起的电动机输出轴的速度波动,会导致从动件等速运动速度发生偏差。文中以该组合机构的主传动系统为研究对象,建立了电动机-主传动系统单自由度多刚体动力学模型,并采用数值法求解其运动微分方程,得到了从启动到稳态运动过程中电动机角速度及正弦机构从动件输出速度变化规律。计算结果表明:额定工况条件下电动机角速度波动率为9.78%,正弦机构从动件输出速度偏差率为0.164%。在此基础上,建立了考虑非圆齿轮轮齿弹性变形的主传动系统弹性动力学模型,采用Runge-Kutta法求解系统运动微分方程,得到了额定工况条件下一个运动周期内从动件的往复运动速度规律,其从动件偏差率增加到0.568%。在需要严格实现等速运动规律的应用场合,系统的动力学效应是不可忽视的。 展开更多

关键词 非圆齿轮 多刚体动力学模型 弹性动力学模型 速度偏差率 RUNGE-KUTTA法

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二自由度并联机械手动力学控制方法 被引量：6

10

作者 闫寒 王浩 +3 位作者 张舵 闫学佳 吴明坤 梅江平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,共9页

本文针对一种二自由度并联机械手高速运动状态下的动力学控制方法展开研究。通过对并联机械手简化刚体动力学模型的建模误差进行溯源分析,提出了一种基于双系数补偿分配策略的建模方法,对机械手的简化刚体动力学模型进行了优化,并基于... 本文针对一种二自由度并联机械手高速运动状态下的动力学控制方法展开研究。通过对并联机械手简化刚体动力学模型的建模误差进行溯源分析,提出了一种基于双系数补偿分配策略的建模方法,对机械手的简化刚体动力学模型进行了优化,并基于该简化模型建立了机械手的动力学前馈控制方法。为进一步提高控制过程的鲁棒性,结合H_∞控制方法提出了一种H_∞+动力学前馈的控制方法。在建立机械手整机机电联合仿真系统的基础上,对所提出的两种控制方法进行了详细的仿真和对比。仿真结果表明,本文提出的控制方法可以减少力矩扰动对伺服电机输出带来的影响,大大减小了机械手末端的定位误差,提高了机械手的控制精度。 展开更多

关键词 二自由度并联机械手 简化刚体动力学模型 前馈控制 H_∞控制器

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复杂地形下轮腿复合机动平台动态运动控制 被引量：3

11

作者 任晓磊 刘辉 +4 位作者 韩立金 陈前 聂士达 谢景硕 崔山 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2993-3003,共11页

复杂地形环境下质心参考轨迹的动态精确跟踪是保障轮腿复合机动平台稳定执行各项任务的关键。为提升平台的地形适应能力与位姿跟踪能力,提出一种动态运动控制策略。综合地形因素,建立包含车轮动力学的单刚体动力学模型,并通过近似简化... 复杂地形环境下质心参考轨迹的动态精确跟踪是保障轮腿复合机动平台稳定执行各项任务的关键。为提升平台的地形适应能力与位姿跟踪能力,提出一种动态运动控制策略。综合地形因素,建立包含车轮动力学的单刚体动力学模型,并通过近似简化将系统动力学模型转化为状态空间方程的标准形式。考虑车轮与腿部耦合运动,提出一种基于前馈力矩与反馈力矩的混合运动控制方法。通过二次规划算法求解最优地面反作用力,利用雅克比矩阵将作用力映射至关节以获取前馈力矩。为避免由环境引起的外部扰动造成系统无法在较短时间内完成优化计算,引入关节力矩反馈控制及时修正位姿跟踪误差,使系统能够快速准确地响应外部扰动,有效提高系统的鲁棒性和稳定性。仿真结果表明,新方法可有效提升平台在复杂地形下位姿动态跟踪精度,保障平台平稳运行,为复杂地形下轮腿复合机动平台的工程应用提供有力支撑。 展开更多

关键词 轮腿复合机动平台 复杂地形 单刚体动力学模型 混合运动控制

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适用于变工况的锚杆电动缸建模及数值模拟

12

作者 王万里 张宏 +2 位作者 周旭 杨超超 吴钰炎 《机床与液压》 北大核心 2024年第22期180-186,共7页

针对煤矿井下液压锚钻设备的研究现状,设计一款适用于锚杆钻机的电动缸。采用行星滚柱丝杠作为运动机构,基于拉格朗日方法建立电动缸运动机构的刚体动力学模型,考虑了重力加速度和垂直顶升工况。利用Simulink建立拉格朗日数学方程的仿... 针对煤矿井下液压锚钻设备的研究现状,设计一款适用于锚杆钻机的电动缸。采用行星滚柱丝杠作为运动机构,基于拉格朗日方法建立电动缸运动机构的刚体动力学模型,考虑了重力加速度和垂直顶升工况。利用Simulink建立拉格朗日数学方程的仿真计算模型,并对3种工况下电动缸的工作特性进行了数值模拟。研究结果表明:丝杠扭矩和输出载荷之间呈线性关系,在较大的角速度或者角加速度工况下,工作效率均会有所降低;恒角加速度工况扭矩受到负载影响,功率和效率主要受到角加速度的影响;恒角速度工况的功率和扭矩主要受到负载的影响,较高的角速度会导致效率降低。通过对3种工况下扭矩、功率和效率的影响因素分析,验证了该动力学模型的正确性。 展开更多

关键词 锚杆钻机 电动缸 刚体动力学模型 数值模拟

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摩托车平顺性的仿真研究 被引量：11

13

作者 陈松 蹇开林 +1 位作者 黄泽好 汪先国 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期465-469,共5页

简要介绍应用ADAMS/view建立摩托车的多刚体模型,并对其进行动力学仿真,得出垂向振动加速度。对垂向振动加速度进行数据处理,得到垂向振动加速度的自功率谱密度函数,并参考汽车的平顺性评价指标,利用加速度加权均方根值为评价指标,对摩... 简要介绍应用ADAMS/view建立摩托车的多刚体模型,并对其进行动力学仿真,得出垂向振动加速度。对垂向振动加速度进行数据处理,得到垂向振动加速度的自功率谱密度函数,并参考汽车的平顺性评价指标,利用加速度加权均方根值为评价指标,对摩托车的平顺性进行评价研究。结果表明,ADAMS软件可以应用在摩托车的开发阶段,对摩托车的平顺性进行分析预测。 展开更多

关键词 摩托车平顺性 多刚体动力学模型 ADAMS软件

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带式输送机启动不打滑的动态特性研究与应用 被引量：12

14

作者 俞晶 李军霞 +1 位作者 张文 程昆鹏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第10期79-83,共5页

针对采用刚体动力学模型对带式输送机进行不打滑理论分析时,存在动张力和张紧力不能被准确计算导致理论分析与实际结果不符的问题,在建立带式输送机黏弹性动力学模型的基础上,对带式输送机进行启动不打滑的动态特性研究,通过设计合适的... 针对采用刚体动力学模型对带式输送机进行不打滑理论分析时,存在动张力和张紧力不能被准确计算导致理论分析与实际结果不符的问题,在建立带式输送机黏弹性动力学模型的基础上,对带式输送机进行启动不打滑的动态特性研究,通过设计合适的启动加速度和启动时间,精确计算出输送机启动过程中输送带的动张力,由此动张力计算出的输送机启动所需张紧力能有效限制输送机启动时的黏弹性振动,从而防止打滑事故的发生。山西某煤矿主斜井带式输送机现场启动试验结果及理论计算证明,带式输送机启动不打滑的动态特性研究设计计算结果可以解决带式输送机启动打滑的问题。 展开更多

关键词 带式输送机 刚体动力学模型 黏弹性动力学模型 启动打滑 动张力 张紧力

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飞行过程中头盔对飞行员颈部损伤的影响 被引量：5

15

作者 王丽珍 刘景龙 +3 位作者 赵彦鹏 卜伟平 柳松杨 樊瑜波 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1818-1826,共9页

为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用... 为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用下的颈部损伤风险进行了评估。结果表明:所建立的头颈部模型与实验结果较为吻合,可以用来进行仿真模拟分析;相同飞行工况下,B头盔的佩戴使得头部质心前移,增加了颈部前屈时斜方肌的肌肉力;对于同一颈椎节段,B头盔的轴向压缩力最大,而C头盔导致的后伸力矩最大;在所有的计算工况中,上下颈椎的颈部损伤指数N均小于0.5,满足航空领域的安全要求;B头盔和C头盔的质量相近,而B头盔质心位置靠前,C头盔靠后,说明头盔质心的前后位置会对颈部的损伤产生重要影响。研究结果可为飞行员头盔的设计优化及其对颈部损伤的影响提供研究支撑。 展开更多

关键词 飞行员 头盔 头颈部 多刚体动力学模型 损伤分析

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柔顺机构柔顺关节的动应力分析 被引量：1

16

作者 陈知泰 余跃庆 +1 位作者 杜兆才 张绪平 《机械设计》 CSCD 北大核心 2006年第6期40-43,共4页

以伪刚体动力学模型为基础,对一个平面柔顺导向四杆机构柔顺关节处的动应力进行了详细的分析,并针对柔顺机构运动特点研究了柔顺杆的运动效果对动应力的影响,给出了数值算例,验证了结论的正确性。

关键词 柔顺机构 伪刚体动力学模型 动应力 分析

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电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击设计研究 被引量：1

17

作者 马建国 帅长庚 李彦 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期120-127,共8页

舰船设备的抗冲击性能设计直接关系到其是否能够顺利实现实用化。本文针对电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击的设计要求,首先对电磁-气囊主被动混合隔振器进行抗冲击悬挂结构设计并通过仿真和试验获得了混合隔振器的位移载荷特性;其次... 舰船设备的抗冲击性能设计直接关系到其是否能够顺利实现实用化。本文针对电磁-气囊主被动混合隔振系统抗冲击的设计要求,首先对电磁-气囊主被动混合隔振器进行抗冲击悬挂结构设计并通过仿真和试验获得了混合隔振器的位移载荷特性;其次推导了混合隔振系统中限位器的数学模型并建立了主被动混合隔振系统的多刚体动力学模型,研究了主被动混合隔振系统在冲击载荷下,不同限位器参数对冲击响应的影响。结果表明,所设计的隔振器抗冲击悬挂结构和隔振系统的限位器能够很好地满足舰船设备对抗冲击性能的要求。 展开更多

关键词 主被动混合隔振 抗冲击 限位器 多刚体动力学模型

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