机器人技术第六章课件.ppt

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1、机器人技术陶建国哈尔滨工业大学机电学院2005.2.&第六章第六章 机器人静力学和动力学机器人静力学和动力学 静力学和动力学分析，是机器人操作机设计和动态性能分静力学和动力学分析，是机器人操作机设计和动态性能分析的基础。特别是动力学分析，它还是机器人控制器设计、析的基础。特别是动力学分析，它还是机器人控制器设计、动态仿真的基础。动态仿真的基础。机器人静力学研究机器人静止或缓慢运动式，作用在机器机器人静力学研究机器人静止或缓慢运动式，作用在机器人上的力和力矩问题。特别是当手端与环境接触时，各关节人上的力和力矩问题。特别是当手端与环境接触时，各关节力（矩）与接触力的关系。力（矩）与接触力的关系。机

2、器人动力学研究机器人运动与关节驱动力（矩）间的动机器人动力学研究机器人运动与关节驱动力（矩）间的动态关系。描述这种动态关系的微分方程称为动力学模型。由态关系。描述这种动态关系的微分方程称为动力学模型。由于机器人结构的复杂性，其动力学模型也常常很复杂，因此于机器人结构的复杂性，其动力学模型也常常很复杂，因此很难实现基于机器人动力学模型的实时控制。然而高质量的很难实现基于机器人动力学模型的实时控制。然而高质量的控制应当基于被控对象的动态特性，因此，如何合理简化机控制应当基于被控对象的动态特性，因此，如何合理简化机器人动力学模型，使其适合于实时控制的要求，一直是机器器人动力学模型，使其适合于实时控制

3、的要求，一直是机器人动力学研究者追求的目标。人动力学研究者追求的目标。26.1 6.1 机器人静力学机器人静力学 一、杆件之间的静力传递一、杆件之间的静力传递 在操作机中，任取两连杆在操作机中，任取两连杆 ，。设在杆。设在杆 上的上的 点点作用有力矩作用有力矩 和力和力 ；在杆在杆 上作用有自重力上作用有自重力 过质过质心心 ）；）；和和 分别为由分别为由 到到 和和 的向径的向径。3 按静力学方法，把这些力、力矩简化到按静力学方法，把这些力、力矩简化到 的固联坐标系的固联坐标系 ，可得：可得：或或式中式中 (为杆为杆 的质量的质量)。求出求出 和和 在在 轴上的分量，就得到了关节力和扭矩，轴上的分量，就得到了关节力和扭矩，它们就是在忽略摩擦之后，驱动器为使操作机保持静力平它们就是在忽略摩擦之后，驱动器为使操作机保持静力平衡所应提供的关节力或关节力矩，记作衡所应提供的关节力或关节力矩，记作 ，其大小为，其大小为45 例例1 求两杆操作机的静关节力矩求两杆操作机的静关节力矩(坐标系与结构尺寸如图坐标系与结构尺寸如图)。解：解：设已知设已知678