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助力機械手動力學分析的途徑

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助力機械手動力學分析的途徑

發布日期:2020-04-21 作者:江蘇昱博自動化設備有限公司 點擊:

   助力機械手(又稱反力臂、平衡器、平衡吊、氣動助力器、手動移載機等)是一種運用負載檢測及氣壓反饋原理對重物實現自動平衡的設備。它巧妙地應用力的平衡原理,使操作者對重物進行相應的推拉,實現在空間內平衡移動,并通過實施很小的操作力(行業內以小于2.5kg為判斷標準)破壞其氣壓平衡,將重物高效快速地從一個工位移到另一個工位。為了再現現場工況,優化流程,需對助力機械手進行動力學分析。

桁架助力機械手.jpg

   任何系統的理論研究,都依賴于對于該系統正確而有效的數學描述。為了研究助力機械手的控制問題,建立其動力學模型是關鍵而必要的。經典的牛頓力學不適于分析復雜的機械的動力學問題,所以在對復雜的機械系統的動力學建模時,人們常使用拉格朗日方程。

助力機械手.jpg

   在系統中,完整系統是指只包含有限約束的動力系統,非完整系統則是指包含至少一個不可積微分約束的動力系統1。助力機械手的屬于完整系統,能夠適合拉格朗日方程的應用范圍。


   拉格朗日方程是從動力學普遍方程出發,用系統動能對廣義坐標和廣義速度的偏導數表示的簡明動力學方程。拉格朗日方程對助力機械手的動力學問題進行分析,推導助力機械手的數學模型;利用Matlab對于助力機械手數學模型進行計算和簡化;利用Matlab/simulik搭建助力機械手機構的仿真模型。為了便于進行控制系統仿真對已建立的動力學模型進行了解耦分析與計算。
       在實際的生產生活中,助力機械手不僅要受到自身原件非線性的影響,還要受到各種外界的干擾:如跟隨小車與導軌之間的摩擦,鋼絲繩拉伸時的形變等。為了便于進行動力學分析,將助力機械手的機械部分的運動進行抽象和簡化。

 


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