柔性机器人系统碰撞动力学建模

讨论柔性机器人与其工作环境发生碰撞时的动力学建模问题.以空间链式柔性机器人为研究系统,该机器人由n杆n铰构成,柔性杆的变形用假设模态法表示.引入冲量势,运用拉格朗日方程推导出柔性机器人系统受外冲击的广义冲量-动量方程.结合碰撞恢复系数方程,进一步推导出两个柔性机器人系统发生碰撞的动力学方程.该方程中碰撞冲量和广义速度增量是解耦的,且适合于计算机程式求解.求解方程能得到因碰撞而产生的系统广义速度突变量和在碰撞点处的碰撞冲量.给出柔性机器人与其工作环境发生碰撞的算例,验证了所提出方法的有效性.