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申请/专利权人：长安大学

摘要：本发明公开了一种工业机器人动力学模态解耦与颤振规避方法及实验系统，方法包括以下步骤：1采用拉格朗日动力学方程、机器人关节刚度辨识实验和对数衰减模型获取机器人某一确定位置下不同姿态的动力学微分方程；2利用模态解耦后的参数矩阵对再生型颤振和振型耦合型颤振分别进行稳定性分析，得出两种颤振类型的稳定性判据；3分别计算所有可达姿态所对应综合极限打磨宽度和特征根方程的根，得到不发生再生型颤振和振型耦合型颤振的姿态。本发明提供的工业机器人动力学模态解耦与颤振规避方法及实验系统，能够充分考虑系统参数的耦合作用，并且在颤振分析中可以同时针对两类颤振类型，为实现工业机器人加工作业颤振规避提供一种途径。

主权项：1.一种工业机器人动力学模态解耦与颤振规避方法，该方法包括以下步骤：步骤一：采用拉格朗日动力学方程、关节刚度辨识实验和对数衰减模型获取机器人某一确定位置下不同姿态的动力学微分方程：1根据机器人结构参数，利用机器人连杆处的速度与末端速度的映射关系，采用矢量积法计算机器人系统的雅可比矩阵；2利用拉格朗日动力学方程获取机器人系统质量矩阵，利用关节刚度辨识实验获取机器人系统刚度矩阵，利用对数衰减模型获取机器人系统阻尼矩阵；3结合所获取机器人质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵，建立机器人某一确定位置下不同姿态的动力学微分方程；步骤二：建立机器人系统末端笛卡尔空间动力学微分方程，并对其进行动力学模态解耦：1利用所计算雅可比矩阵将关节处的机器人系统动力学微分方程映射至末端，得到机器人系统末端笛卡尔空间动力学微分方程；2计算出同时对角化质量矩阵和刚度矩阵需要计算对应模态矩阵，将末端笛卡尔空间的质量矩阵和刚度矩阵解耦为对角阵；3根据工具位姿矩阵计算出解耦坐标系相对于基坐标系的旋转矩阵；步骤三：根据动力学模态解耦后的机器人系统末端笛卡尔空间动力学微分方程，计算出每个可达姿态所对应的再生型颤振和振型耦合型颤振的稳定性判据，并根据两类颤振的稳定性判据挑选出不发生颤振的姿态：1根据所建立每个姿态所对应的机器人系统末端笛卡尔空间动力学微分方程，计算出再生型颤振的极限打磨宽度和振型耦合型颤振对应动力学微分方程的特征根；2根据微分方程的稳定性，得出极限打磨宽度大于实际打磨宽度的不发生再生型颤振的姿态和动力学微分方程的根的实部都小于0的特征根的不发生振型耦合型颤振的姿态。3将采用解耦形式和未解耦形式的振型耦合型颤振分析结果进行对比，验证动力学模态解耦过程的正确性。

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百度查询： 长安大学 一种工业机器人动力学模态解耦与颤振规避方法及实验系统