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基于旋量理论的开链机器人动力学Kane方程研究 被引量:21
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作者 刘武发 龚振邦 汪勤悫 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期577-584,共8页
 首先介绍了旋量的基本理论、指数积及雅可比矩阵· 在此基础上定义了基于旋量理论的主动力旋量、惯性力旋量、偏速度旋量、广义主动力及广义惯性力等概念,之后推导出了基于旋量理论的开链机器人动力学Kane方程,再者阐明了偏速度...  首先介绍了旋量的基本理论、指数积及雅可比矩阵· 在此基础上定义了基于旋量理论的主动力旋量、惯性力旋量、偏速度旋量、广义主动力及广义惯性力等概念,之后推导出了基于旋量理论的开链机器人动力学Kane方程,再者阐明了偏速度旋量几何计算。 展开更多
关键词 旋量理论 偏速度旋量 开链机器人 动力学kane方程
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多体系统动力学Kane方法的改进 被引量:13
2
作者 胡权 贾英宏 徐世杰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期968-972,共5页
基于Kane方法,针对约束多体系统,建立了一种新型的自动组集系统动力学方程的方法.首先提出偏速度矩阵和偏角速度矩阵的概念,将各体对系统广义惯性力的贡献用简洁、统一的数学形式表达.然后引入各个运动学变量的递推关系以提高建模效率.... 基于Kane方法,针对约束多体系统,建立了一种新型的自动组集系统动力学方程的方法.首先提出偏速度矩阵和偏角速度矩阵的概念,将各体对系统广义惯性力的贡献用简洁、统一的数学形式表达.然后引入各个运动学变量的递推关系以提高建模效率.最后对新型的Kane方程进行扩展,用于处理多体系统中的运动约束.该算法适用于任意多体系统,建立的动力学模型不含待定乘子,维数与系统广义速率相同,利于控制系统设计.对带有闭环约束的空间多机械臂系统的数值仿真验证了方法的正确性. 展开更多
关键词 约束 多体系统 动力学 kane方程
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基于旋量理论的上肢康复机器人Kane动力学方程 被引量:6
3
作者 李鸿儒 姜志斌 武玮 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期153-157,共5页
引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗... 引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗日、牛顿-欧拉等非线性动力学方程相比,计算效率更高,更易于实现实时控制.通过仿真研究了机器人各关节从初始位形到准备位形的角位移、角速度、角加速度以及驱动力矩,验证了基于旋量理论的Kane方程的正确性和有效性. 展开更多
关键词 上肢康复机器人 旋量理论 偏速度旋量 动力学 kane方程
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基于Kane方法的Stewart传感器动力学及固有频率分析 被引量:10
4
作者 姚裕 吴洪涛 张召明 《动力学与控制学报》 2004年第2期84-87,共4页
通过线性化动力学方程并应用Kane方法,研究了Stewart传感器的固有频率,将Stewart传感器的上平台、上连杆、敏感元件及下连杆作为独立的子结构分别处理.依据矢量和张量理论对其运动学方程和动力学方程进行系统的推导,并经过简化导出Stew... 通过线性化动力学方程并应用Kane方法,研究了Stewart传感器的固有频率,将Stewart传感器的上平台、上连杆、敏感元件及下连杆作为独立的子结构分别处理.依据矢量和张量理论对其运动学方程和动力学方程进行系统的推导,并经过简化导出Stewart传感器简洁的固有频率方程形式.为验证Kane方法的有效性,提供了MATHEMATICA数值算例.相比于传统的牛顿-欧拉方法及拉格朗日方法,Kane方法既简洁又高效,特别适合于计算机计算. 展开更多
关键词 Stewart传感器 动力学 固有频率 kane方法
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并联机器人动力学的子结构Kane方法 被引量:13
5
作者 刘敏杰 田涌涛 李从心 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期1032-1035,共4页
基于 Kane方法 ,提出了一种适合建立并联机器人动力学方程的子结构 Kane方法 .该方法将并联机器人的各个杆件看作是独立的子结构 ,针对每个子结构建立各自的动力学方程 ,根据子结构之间的约束关系构成系统的约束动力学方程 ,最后运用正... 基于 Kane方法 ,提出了一种适合建立并联机器人动力学方程的子结构 Kane方法 .该方法将并联机器人的各个杆件看作是独立的子结构 ,针对每个子结构建立各自的动力学方程 ,根据子结构之间的约束关系构成系统的约束动力学方程 ,最后运用正交补法或 SVD奇异值分解法消去子结构之间的约束 ,形成系统的动力学表达式 .以 Stewart平台机械手为例 ,说明了该方法的建模过程 .与 Newton- Euler方法、Lagrange方法及传统的 Kane方法相比 ,整个推导过程简单明了 ,最终构成的系统动力学方程非常简洁 ,计算效率高 。 展开更多
关键词 并联机器人 动力学 子结构 kane方法 Stewart平台机械手 约束动力学方程
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基于KANE方法的并联六自由度机构的动力学计算 被引量:7
6
作者 赵海峰 蹇开林 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第B04期165-170,共6页
将Kane方法运用于六自由度并联机构的动力学建模,在对实际机构进行简化的基础上,建立了滑块驱动力与动平台运动规律之间的数学模型。利用MATLAB软件进行编程计算,所得结果与ADAMS软件动力学仿真的结果十分相近,从而为优化六自由度并联... 将Kane方法运用于六自由度并联机构的动力学建模,在对实际机构进行简化的基础上,建立了滑块驱动力与动平台运动规律之间的数学模型。利用MATLAB软件进行编程计算,所得结果与ADAMS软件动力学仿真的结果十分相近,从而为优化六自由度并联机构提供了基础。 展开更多
关键词 kane方法 并联机构 动力学 仿真
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人体上肢运动的Kane动力学模型 被引量:7
7
作者 刘卉 高云峰 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2005年第2期63-66,共4页
建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型,并应用Kane方法建立了上肢鞭打动作的物理模 型,计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力.实践证明,Kane方法在描述和计算上 肢运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编... 建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型,并应用Kane方法建立了上肢鞭打动作的物理模 型,计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力.实践证明,Kane方法在描述和计算上 肢运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编程计算方便高效的特点,计算结果能够反映动作实际.通过 对棒球投掷动作上肢三个环节力和力矩进行计算与分析,初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关 节反作用力与动作技术的关系. 展开更多
关键词 人体上肢 动力学模型 kane方法 反作用力 刚体模型 物理模型 动作过程 编程计算 计算结果 运动过程 力矩 自由度 环节 解方程 关节 肌肉
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基于Kane方法的波浪驱动水下航行器动力学模型建立 被引量:5
8
作者 杜晓旭 崔航 向祯晖 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1236-1244,共9页
基于多体系统动力学理论,定义并选取适当的坐标系和广义坐标,对波浪驱动水下航行器多体系统进行运动学分析,得到各部分的速度和加速度;基于Kane方法进行动力学分析,计算各部分的偏速度和偏角速度,进而求得系统的广义主动力和广义惯性力... 基于多体系统动力学理论,定义并选取适当的坐标系和广义坐标,对波浪驱动水下航行器多体系统进行运动学分析,得到各部分的速度和加速度;基于Kane方法进行动力学分析,计算各部分的偏速度和偏角速度,进而求得系统的广义主动力和广义惯性力。将系统的广义惯性力和广义主动力代入Kane方程中,得到波浪驱动水下航行器多体系统动力学模型。在受力分析中,不仅考虑了惯性力、惯性力矩、重力和浮力以及流体动力,还重点分析了波浪力和多体系统的附加质量力。对波浪驱动水下航行器进行了运动仿真,仿真结果显示航行器航行稳定,所建立的模型是有效的。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 kane方程 波浪驱动水下航行器 多体系统动力学
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人体步态分析的Kane动力学模型 被引量:3
9
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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水下自重构机器人Kane动力学建模方法 被引量:1
10
作者 王旭阳 葛彤 +1 位作者 杨柯 吴超 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1874-1880,共7页
针对水下自重构机器人构形多变且外部环境复杂等特点,提出了一种通用的、基于构形描述及Kane动力学的建模方法.利用图论中关于拓扑结构的描述方法,建立水下自重构机器人多种拓扑构形的统一数学表达,再结合Kane方法,在模型中加入水下各... 针对水下自重构机器人构形多变且外部环境复杂等特点,提出了一种通用的、基于构形描述及Kane动力学的建模方法.利用图论中关于拓扑结构的描述方法,建立水下自重构机器人多种拓扑构形的统一数学表达,再结合Kane方法,在模型中加入水下各种外部环境作用力,最终建立封闭的水下自重构机器人运动方程.通过典型构形的建模实例,证明了该方法的可应用性和有效性. 展开更多
关键词 水下自重构机器人 动力学建模 拓扑构形描述 kane方法
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利用Kane方法进行航天员舱外活动仿真 被引量:2
11
作者 杨锋 袁修干 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期151-154,共4页
阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向... 阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向动力学等 ,反向动力学采用Kane方法。选取典型的EVA ,在对其进行适当简化的基础上 ,得出了描述该EVA系统运动的 7节段 6自由度动力学方程 ,对该EVA进行了仿真计算 ,并对结果进行了分析。 展开更多
关键词 航天员 舱外活动 kane方法 计算机仿真 反向运动学 反向动力学
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小议Kane方程 被引量:1
12
作者 梅凤翔 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1996年第6期59-60,66,共3页
本文指出Kane方程并不是Kane第一个发现的,“Kane方程”称谓不甚合理。
关键词 kane方程 动力学
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能量形式的 Kane 方程
13
作者 杨元明 董秋泉 《陕西理工学院学报(自然科学版)》 1997年第2期93-96,共4页
本文将作用于动力学系统的主动力分成有势力与非有势力,利用广义主动力和广义惯性力的势能和动能的能量函数、以及虚功原理,推导了能量形式的Kane方程。
关键词 kane方程 广义主动力 广义惯性力 虚功原理
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基于Kane动力学和通路矩阵的水下自重构机器人建模 被引量:5
14
作者 徐钻 杨柯 +1 位作者 葛彤 王旭阳 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期88-96,共9页
文章推导出基于通路矩阵和Kane方法的水下自重构机器人的运动学和动力学方程。引入图论的知识解决水下自重构机器人的统一构形描述问题,提出采用通路矩阵描述水下自重构机器人的不同构形,结合Kane方法,建立了水下自重构机器人的运动学... 文章推导出基于通路矩阵和Kane方法的水下自重构机器人的运动学和动力学方程。引入图论的知识解决水下自重构机器人的统一构形描述问题,提出采用通路矩阵描述水下自重构机器人的不同构形,结合Kane方法,建立了水下自重构机器人的运动学和动力学模型。以水下自重构机器人的典型构形(水下四足行走构形)为例,验证了该方法的有效性和可用性。 展开更多
关键词 kane动力学方程 通路矩阵 水下自重构机器人 建模
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基于Kane方程的刚体系统建模及系统动态响应仿真
15
作者 阮久宏 《济南交通高等专科学校学报》 1997年第1期1-6,共6页
在对某刚体系统进行分析、建立其物理模型的基础上,用Kane法建立了动力学数学模型并作模型变换,最后用自编的FORTRAN程序对该系统动态响应进行了仿真,并对仿真结果和所建模型进行分析和评价.
关键词 kane方程 物理模型 数学模型 动态响应 仿真
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基于Kane法的柔性机械臂系统动力学建模及其模态截取研究 被引量:11
16
作者 孙占庚 金国光 +1 位作者 常志 唐国潮 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2009年第4期61-63,共3页
基于假设模态法和Kane方程建立柔性机械臂的动力学模型,并对其进行数值仿真.仿真结果表明,基于凯恩法的动力学模型,截取系统的前一阶模态就能保证系统的精度.
关键词 柔性机械臂 动力学 凯恩法 模态截取
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自行火炮动力学的Kane方法建模研究 被引量:12
17
作者 陈运生 杨国来 《火炮发射与控制学报》 1996年第1期1-4,8,共5页
在结构力学和分析力学的基础上发展了火炮发射动力学,应用多体动力学的Kane法建立了24个自由度的动力学模型,真实地描述了火炮发射时的受力及其运动规律,并对计算火炮强度和射击密集度等具有普遍意义。
关键词 火炮 多体动力学 力学模型 kane
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基于Kane方程的并联平台建模方法 被引量:2
18
作者 齐嘉兴 赵修平 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第3期211-215,共5页
根据Kane方程建立六自由度并联平台的动力学模型,以螺旋坐标表示动平台的空间姿态,以动平台的空间速度分量作为广义速率,分析了杆件、铰点和动平台速度之间的映射关系,给出了偏速度矩阵和偏角速度矩阵,最终推导出了并联平台的动力学方... 根据Kane方程建立六自由度并联平台的动力学模型,以螺旋坐标表示动平台的空间姿态,以动平台的空间速度分量作为广义速率,分析了杆件、铰点和动平台速度之间的映射关系,给出了偏速度矩阵和偏角速度矩阵,最终推导出了并联平台的动力学方程。通过仿真验证了模型的正确性,为进一步对并联平台基于模型的精确控制提供了基础。 展开更多
关键词 kane方程 并联平台 动力学
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变质量非完整系统打击运动的Kane方程
19
作者 张耀良 乔永芬 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1995年第9期781-790,共10页
本文建立变质量非完整系统Routh形式的Kane方程,并由此导出变质量完整系统和非完整系统打击运动的Kane方程,其次指出Lagrange形式的打击运动方程与Kane方程的等价性。最后举例说明新方程的应用。
关键词 变质量 打击运动 kane方程 非完整系统
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用Kane方法建立末敏弹减速和稳态扫描段模型
20
作者 谢永高 秦子增 《上海航天》 2003年第1期17-20,共4页
引入多刚体运动模型 ,详细分析了伞刚体和弹刚体的受力和运动特性 ,运用Kane方法建立末敏弹在减速运动和稳态扫描段的完整运动模型 ,并进行数字仿真。仿真结果与实验结果有很好的一致性 。
关键词 kane方法 末敏弹 稳态扫描段 伪速度 减速运动 运动模型
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