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机械设计与研究2025年第02期:SCARA机械手的动力学建模及仿真

来源:期刊VIP网 时间:


作者:许丽华;史源平;杨蓓;徐亚茹;

单位:河北科技工程职业技术大学机电工程系;石家庄学院机电学院;石家庄市农业机器人智能感知重点实验室;北京联合大学机器人学院;

摘要:创建简洁、准确的动力学方程是多体系统实现高品质运动控制的重要前提。多体系统的零阶、一阶广义变量偏离约束流形是求解动力学方程产生误差的重要原因,基于Udwadia-Kalaba方程建立的选择顺应性装配机器手(SCARA)的动力学方程也不例外。将求解出的零阶、一阶广义变量的偏移量转化为系统的约束力矩,给出修正的Udwadia-Kalaba方程,并将其与融入约束方程一阶导数的改进Udwadia-Kalaba方程和经典Baumgarte稳定性方法做对比分析,数值仿真结果表明:修正Udwadia-Kalaba方程对误差的抑制效果明显优于改进Udwadia-Kalaba方程,与经典Baumgarte稳定性方法几乎相当。但其无需额外参数介入的特点优于Baumgarte方法通过试错选择参数。

关键词:SCARA机械手;;动力学建模;;Udwadia-Kalaba方程;;误差消除

基金资助:河北省自然科学基金资助项目(E2021108007);; 石家庄市科学研究与发展计划项目(211080571);; 北京联合大学科研项目(ZK10202305)