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2024年3月18日南开大学教授孙宁做客CAA云讲座并作题为“仿生气动机器人动力学分析与智能控制”的报告。
ICPF驱动的柔性微型机器龟腿的动力学分析
伪刚体动力学法 柔性微型机器龟 角位移 频率
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2014/5/9
设计了一种新型仿龟的柔性微型机器人，它具有四条腿并能在水下爬行和游动，其中龟腿由一种智能薄膜ICPF（Ionic Conducting Ploymer Film）驱动。ICPF具有被低电压驱动、柔性和快速响应的特点。为了提高机器龟的可靠性和灵活性，我们运用伪刚体动力学法（PRBDM）建立了机器龟腿的动力学模型，此模型是基于静力学和运动学并考虑了动态影响因素建立起来的。然后，分析了机器龟腿的角位移幅...
以空间柔性机器人为研究对象,分析了机器人柔性多体系统动力学建模过程,研究了根据广义动力学方法所建立的大型微分-代数方程的快速数值积分算法.本文采用Lagrange方法研究了空间柔性机器人的动力学模型,通过判断系统中铰的类型(主动关节和被动关节),建立机器人系统的微分-代数动力学方程,最后采用线性多步积分算法对建立的大型微分-代数方程进行高效率求解. 仿真算例的结果表明,本文研究的线性多步积分算法对...
太阳板是将太阳能转换成电能的装置，是行星探测车上重要的组成部分，为探测车的正常行驶和工作提供必要的电力支持。介绍了一种太阳板翻转机构，能有效地跟踪太阳照射角度，达到并保持其转动范围内的任意角度。基于Kirchhoff理论和Hamilton法建立了太阳板驱动展开过程和受力激励的动力学模型，分析了展开和受力振动的动力学特性，得到了太阳板展开过程中扭杆驱动力矩曲线和太阳板的固有频率及振型，并通过ADAM...
一种全向滚动球形机器人的动力学分析与仿真
球形机器人 非完整约束 动力学
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2009/1/17
研究了一种全向滚动球形机器人的动力学建模、分析与仿真方法．根据机器人所受的非完整约束，建立了其运动学模型．根据机器人的结构特征和Lagrange-Routh方程，建立了其动力学模型，给出了消去未知Lagrange乘子的策略．得到了该球形机器人的完整动力学模型，即控制机器人运动的强耦合二阶微分方程组．建立了描述该球形机器人完整动力学方程的仿真模型．运动实例的动力学分析和仿真结果验证了该方法的有效性．
动态RCC手腕的动力学分析和设计
动态RCC（DRCC） 广义质心 虚拟质量 不倾斜条件 不弹起条件
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2008/7/24
本文研制了一种高速插轴入孔的被动手腕ＤＲＣＣ．采用该手腕，轴在高速插入倒角孔时沿倒角表面不会弹起．分析了插轴的动力学过程，并采用了广义质心和虚拟质量的概念推导出成功插轴时ＤＲＣＣ的质量特性．为实现成功插轴，广义质心必须位于轴端附近，水平方向的虚拟质量必须大大低于竖直方向的虚拟质量．实验表明，ＤＲＣＣ确实能达到很高的速度，并且无卡阻和楔紧，可靠性很高．
多关节混合链机器人的运动学和动力学分析
机器人 混合链 动力学 Kane方法
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2008/7/24
本文以Kane动力学方程为基础，给出了一种分析和
计算具有开链和闭链混合机构的机器人的动力学逆问题的新方法．通过划分逻辑开链计算速
度和加速度；求出广义速度之间的偏导数后，算出偏速度；根据偏速度用Kane方程得到各杆
的驱动力或力矩．计算过程具有递推性、规范性，便于计算机编程，也比较简洁易懂．
管内恒力清刷机构及其动力学分析
管内机器人 除锈清刷机构 动力学分析
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2008/7/21
本文提出了一种可实现恒摩擦力矩的管内清刷机构，并分别对该机构进行了静力
学分析和动力学建模与分析，为该种机构结构参数设计提供了理论依据．
基于差动机构的五连杆式人机合作机器人的动力学分析
人机合作机器人 五连杆机构 连续变速传动机构 差动机构
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2008/7/18
介绍了一种基于差动机构的新型CVT连续变速传动机构, 通过CVT之间的不同耦合方法,构成了并联式和串联式人机合作机器人.分析了基于差动机构的人机合作机器人的工作原理,建立了差动机构的动力学模型.以五连杆式人机合作机器人为研究对象,分别建立了串联式和并联式人机合作机器人的动力学模型.
基于模态的柔性机器人协调操作系统的动力学分析
假设模态 柔性机器人 协调操作 动力学
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2008/7/18
目前，对于柔性机器人协调操作动力学问题的研究已经取得了一定的研究成果，但
是这些研究大多采用有限元法来建立动力学模型，很难将这种模型应用到实际的控制中．本
文利用假设模态法和Lagrange方程，建立了柔性机器人协调操作系统的动力学方程，并给出
平面两3R柔性机器人协调操作刚性负载完成目标运动规划任务的数值仿真算例，从而验证本
方法的可行性和正确性．
基于切片理论的水下灵巧手手指动力学分析
水下灵巧手 动力学建模 动力学仿真
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2008/7/18
水中环境的影响使多自由度水下机械臂的动力学模型较为复杂．鉴于动力学模型对系统仿真、控制系统设计的重要性，本文基于切片理论对水下灵巧手手指的动力学进行分析；考虑水阻力、附加质量力的影响，建立了较为精确的动力学模型．采用SimMechanics进行了动力学仿真．仿真结果显示，水动力使手指运动轨迹偏离，因此，手指动态运动控制时必须对其进行补偿．
一类工作在高空危险环境下的爬壁机器人，自身拖曳的电缆或携带的作业原料（如清洗液、油漆等）的质量随着作业高度和进度可能发生变化，势必会影响机器人的壁面牵引驱动能力，而牵引能力决定了机器人的运动能力和工作可靠性．基于变质量系统力学理论，将这一类爬壁机器人系统看作变质量物体．首先，针对质点动力学的两类基本问题，利用变质量牛顿力学原理建立其动力学模型；进一步针对轮式爬壁机器人，建立了非完整约束条件下的变质...
两柔性机器人协调操作的动力学模型及其逆动力学分析
柔性机器人 协调操作 动力学模型
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2008/7/17
柔性机器人动力学是当前机器人研究的热点，而其协调操作问题目前仍为空白．本
文首次建立了柔性机器人协调操作刚性负载的动力学模型，利用有限元法和Lagrange方程，
在柔性机器人协调操作的运动学和动力学协调约束条件基础上，推导出系统的动力学方程，
提出了其逆动力学问题的解决方案，并成功给出了平面两3R柔性臂协调操作的数值算例．