组合柔性机械臂抑振性能仿真与研究.pdfVIP

· 信息技术 · 陈斌 ·组合柔I洼机械臂抑振性能仿真与研究 组合柔性机械臂抑振性能仿真与研究 陈斌 (南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094) 摘 要：将柔性机械臂做成组合结构。利用接触面间的摩擦效应消耗能量以达到抑制柔性机械 臂振动的目的。将组合柔性机械臂做成 圆形截面，具有各向同性的特点，在任意方向都有抑制 振动的效果。利用ANSYS有限元软件对组合柔性机械臂进行建模和仿真。仿真结果表明：将 直波纹管做成叠层的组合柔性臂也有很好的抑振性能。 关键词 ：柔性机械臂；组合结构 ；波纹管 中图分类号：TH112；TP391，9 文献标志码：B 文章编号：1671-5276(2012)02-0113-03 SimulationandResearchonRestrainingVibrationofAssembledFlexibleLink ChenBin (SchoolofMechanicalEngineering，NUST，Nanjing210094china) Abstract：Inordertorestrainthevibrationofflexiblemanipulator，frictiondampingofassembledflexiblelinkcanbeusedtorestrain itsvibration．Theflexiblelinkismadeintocircularcross-sectionwithisotropiceffectofvibrationsuppression．Inthispaper，ANSYS isusedtosimulatethemotionofflexiblelink．Theresultofsimulationshowsthatthe laminatedflexiblelinkmadeofbellowsalsohas goodeffectofthevibrationsuppression． Keywords：flexiblemanipulator；assembledlink；bellows 工程上通常将大长径 比的柔性连杆称为柔性机械臂， 组合柔性臂的Lagrange法的几何非线性有限元方程可表 它在民用工业领域、国防领域和航天领域有着广泛的应用 示为 ]： 前景。将柔性机械臂做成组合结构 ，可以利用组合柔性臂 {[ ]+[K ]+[ ]}{△u}=iPI一{R}+{R } (1) 接触面的相互作 用，耗散能量，以达 到抑制振 动 的效 式中：{P}一节点载荷列阵； 果 。以前研究都是将组合柔性机械臂做成矩形截面 {刚一初应力节点力； 的：1)利用平板作为组合柔性机械臂的叠层 J。2)利用 { }一初应力刚度矩阵 ； 直波纹板作为组合柔性机械臂的叠层。以上两种方法在 {Ko}一小位移刚度矩阵，常数矩阵 纵向有很好的抑振效果，但是在实际应用中，由于系统的 { }一大位移刚度矩阵； 复杂性，振动不一定就在纵向有振动。所 以为了解决这个 {R }一为接触节点对的接触力矩阵； 问题，将组合柔性机械臂做成圆形截面，利用直波纹管作 { }，{ }，{ }为 {△u}的函数。 为组合柔性机械臂的叠层。具有各向同性，在任意方向都 另外接触条件为： 具有抑制振动的效果。 r 。+r =0(i=1、2) (2) 、 rr 1 组合柔性臂建模 r ：i圻 T~Jmax ‘