并联机器人-习题解答-第7章 并联机器人的动力学分析习题解答-20210528.pdfVIP

百学须先立志。——朱熹 第7章 并联机器人的动力学分析习题解答 三江学院 许兆棠 刘远伟 7-1. 试述并联机器人的动力学的研究内容和研究方法? 解： 并联机器人的动力学研究内容：研究并联机器人的并联机构在运动时受力、驱动力、振 动、动刚度等问题，要得到并联机构的输出构件与输入构件的力的关系。 并联机器人的动力学研究方法：牛顿—欧拉( Newton-Euler)方程、达朗伯原理—虚位 移原理、拉格朗日 ( Lagrange)方程、高斯(Gauss)方法、凯恩 ( Kane)方法、螺旋理论等。 7-2. 在并联机器人的动力学分析中，根据解的结果、方向和路线，分别简述动力学问题的 类型。 解： 在并联机器人的动力学分析中，根据解的结果，有两类问题：一是力的求解的问题，二 是动态特性分析的问题。根据并联机构的结构、连杆的驱动力或作用在动平台上的力，求解 各构件的受力，为力的求解的问题。根据并联机构的结构、作用在动平台上的力，分析得到 并联机构的振动、动刚度等动态特性，为动态特性分析的问题。 在并联机器人的动力学分析中，根据解的方向，有两类问题：一是动力学逆解的问题， 二是动力学正解的问题。根据动平台的受力和并联机构的结构，求出连杆的驱动力，为动力 学逆解。根据连杆的驱动力和并联机构的结构，求出动平台的受力，为动力学正解。 在并联机器人的动力学分析中，根据解的路线，也有两类问题，一是支链动力学分析的 问题，二是整体动力学分析的问题。从连杆受力分析开始，利用各支链结构和力的传递关系， 研究并联机器人的受力、驱动力等，为支链动力学分析。从并联机器人的整体角度，获得并 联机器人的输出构件与输入构件的力的关系，为整体动力学分析。 7-3. 不计重力，求图4-1所示的6-SPS并联机构的驱动力。 解： 1 活塞杆的动力学分析 (1) 活塞杆的动力学方程 不计重力，略去液压缸和活塞杆之间的摩擦力，根据图7-2和牛顿—牛顿方程，得活塞 杆的动力学方程： m a F F F  （1） bi bGi Di Ci bi           I    I   l l w F M （2 ） Cib i i Cib i i Ci i bi bfi (2) 求铰链b 的垂直于连杆轴线的作用力 i 用w 叉乘式 (2)，得： i               w  I  w   I   l l w  w F w M （3 ） i Cib i i i Cib i i Ci i i bi i bfi