农业机械学报

作者：张青云，赵新华，刘凉，戴腾达

单位：天津理工大学,天津理工大学,天津理工大学,天津理工大学,

关键词：空间柔性闭链机器人;刚柔耦合;振动分析;频率响应;动力学

基金：国家重点研发计划项目（2017YFB1303502）、天津市重点研发计划科技支撑重点项目（20YFZCGX01050）、天津市教委科研计划项目（2017KJ259）、天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目（17JCYBJC18300、18JCYBJC87900）和天津理工大学教学基金项目（ZD20）

空间闭链机器人的柔性连杆在高速运行状态下产生的弹性变形对系统振动效应具有重要影响。为准确分析柔性连杆对空间柔性闭链机器人振动特性的影响，采用有限单元法对柔性构件进行离散，基于浮动坐标系法描述构件位移场，最后通过Lagrange方程建立空间刚柔耦合闭链机器人动力学模型及振动方程，并分析系统固有频率和振型函数。基于同等参数，利用ADAMS/Vibration模块建立了空间刚柔耦合闭链机器人的自激振动仿真模型，研究系统固有频率和对应模态的变化，以及不同激振力作用下的频率响应特征。结果表明：理论模型和仿真模型的动平台运动轨迹基本一致，并且理论模型与振动仿真模型的固有频率也具有一致性，验证了振动仿真模型建立的正确性。随着激振力幅值的增大，系统响应增强。同一激振频率动平台质心处Y方向响应最大，X方向次之，Z方向最小。其中，系统第11、12阶模态对应的系统变形量最大，对应的激振频率为40~60Hz。

来源：2021年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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