直线驱动型并联机器人反向动力学分析与验证 被引量：15

1

作者 吴超宇 钱小吾 +2 位作者 余伟 于今 程敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期412-420,共9页

以直线驱动型并联机器人为研究对象,根据其几何结构模型,利用矢量法建立并联机器人的运动学模型,并得到其运动学逆解、速度和加速度模型。利用虚功原理建立反向动力学模型,分析机械系统中各个运动部件在虚位移下对应的广义力,推导出其... 以直线驱动型并联机器人为研究对象,根据其几何结构模型,利用矢量法建立并联机器人的运动学模型,并得到其运动学逆解、速度和加速度模型。利用虚功原理建立反向动力学模型,分析机械系统中各个运动部件在虚位移下对应的广义力,推导出其动力学方程,并确定其影响因素。给定动平台末端一个已知轨迹,反解出各个电机的力矩,分析得出惯性项是力矩的最大影响因素。通过ADAMS与Matlab联合仿真和负载特性试验,验证了动力学理论模型的正确性,为并联机器人的尺寸综合与轨迹规划奠定了理论基础,也为同类并联机器人控制器的研究与开发提供了理论支撑。 展开更多

关键词 直线驱动并联机器人 反向动力学 虚功原理 联合仿真 负载特性试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于空间算子代数理论多刚体系统反向动力学仿真 被引量：3

2

作者 方喜峰 陆宇平 +2 位作者 吴洪涛 刘云平 邵兵 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期102-106,共5页

应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica5.2的环境下,对多刚体系统反向动力学进行设计与实现。广义质量是正、反向动力学及联系旋量力和旋量加速度的重要参量,据此可形成高效递推算法。用空间算子代数理论求广义质... 应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica5.2的环境下,对多刚体系统反向动力学进行设计与实现。广义质量是正、反向动力学及联系旋量力和旋量加速度的重要参量,据此可形成高效递推算法。用空间算子代数理论求广义质量、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica5.2软件无缝集成,对多刚体系统动力学仿真及反向动力学进行参数化分析与计算,给出了实施过程。根据分析结果,对PUMA560机器人进行了反向动力学设计,并与结果进行了对比,通过算例验证了结果的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多刚体系统 反向动力学 广义质量 空间算子代数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于旋量与模态分析理论的多柔体系统反向动力学仿真 被引量：1

3

作者 刘芳华 吴洪涛 +1 位作者 周波 方喜峰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第9期1337-1341,共5页

基于旋量与模态分析理论基础上,对多柔体系统的质量矩阵、刚度矩阵、反向动力学等进行了研究,由于质量矩阵是动力学研究的核心,因此质量和刚度矩阵的递推算法,以及它们可逆性的存在是形成高效算法的关键。运用Mathematica6.0软件,实现... 基于旋量与模态分析理论基础上,对多柔体系统的质量矩阵、刚度矩阵、反向动力学等进行了研究,由于质量矩阵是动力学研究的核心,因此质量和刚度矩阵的递推算法,以及它们可逆性的存在是形成高效算法的关键。运用Mathematica6.0软件,实现了多柔体系统反向动力学的符号推导;运用VisualC++编程软件实现与Mathematic6.0软件无缝集成,对多柔体系统动力学仿真及反向动力学进行参数化分析与计算,给出了实施过程。通过对某小型卫星算例验证,并与ADAMS的仿真结果进行对比,表明了结果的正确性和高效性。 展开更多

关键词 多柔体系统 反向动力学 刚度矩阵 递推算法 卫星

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用反向动力学实现复杂机构运动的三维虚拟模拟 被引量：4

4

作者 储伟俊 蔡晓文 《建筑机械》 北大核心 2004年第6期70-72,共3页

介绍了应用反向动力学设计复杂机构三维动态模拟图形的方法,并具体应用到液压挖掘机等工程装备中。较好地实现了各机构的三维动态运动模拟和工作过程仿真,为仿真分析和改进设计提供了一定的依据。

关键词 反向动力学 三维虚拟模拟 机构运动 层次连接 液压挖掘机

在线阅读 下载PDF 职称材料

机器人反向动力学并行计算及实现

5

作者 刘鲁源 王欣东 刘畅 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1992年第4期125-128,共4页

综述机器人反向动力学方程并行计算及实现。重点介绍最近几年利用多微处理机进行并行计算的调度算法。最后提出一些结论和观点。

关键词 机器人 并行计算 反向动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用反向动力学实现液压支架的三维虚拟仿真 被引量：5

6

作者 孟宪云 李提建 徐亚军 《煤矿开采》 北大核心 2009年第3期78-80,共3页

采用Pro/E三维建模软件构建液压支架三维实体模型,并将其导入到3DSMAX环境进行仿真,解决了3DSMAX建模难题,克服了Pro/E贴图、渲染不足缺点,实现了精确的三维实体模型的虚拟仿真,达到了形象、生动、逼真的预期效果,为下一步工作面综采设... 采用Pro/E三维建模软件构建液压支架三维实体模型,并将其导入到3DSMAX环境进行仿真,解决了3DSMAX建模难题,克服了Pro/E贴图、渲染不足缺点,实现了精确的三维实体模型的虚拟仿真,达到了形象、生动、逼真的预期效果,为下一步工作面综采设备虚拟现实问题的解决创造了条件。 展开更多

关键词 反向动力学 液压支架 PRO/E 3DSMAX 虚拟现实

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于3D反向动力学IK算法的研究 被引量：5

7

作者 李振龙 彭亚雄 《微型机与应用》 2013年第24期34-36,共3页

反向动力学中CCD算法具有局限性,分析几何法应用于多自由度骨骼具有不可收敛性,而微分求解主要运用于小幅度的变化,因此利用雅可比矩阵使骨骼具有收敛性,将分析几何法与微分求解法融合,实验结果表明,IK反向动力学算法的改进很有意义。

关键词 3D 图形学 IK 反向动力学 微分求解算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

六自由度机械臂反向动力学递推算法研究 被引量：2

8

作者 谈衡 刘凯磊 康绍鹏 《机床与液压》 北大核心 2021年第17期49-53,共5页

针对多自由度串联型工业机械臂反向动力学求解问题,提出一种基于解耦自然正交补的反向动力学递推算法。通过六维旋量描述相邻连杆的速度约束,用自然正交补矩阵构建关节速度与六维旋量之间的关系。采用非解耦的Newton-Euler方程建立机械... 针对多自由度串联型工业机械臂反向动力学求解问题,提出一种基于解耦自然正交补的反向动力学递推算法。通过六维旋量描述相邻连杆的速度约束,用自然正交补矩阵构建关节速度与六维旋量之间的关系。采用非解耦的Newton-Euler方程建立机械臂的动力学模型,当考虑连杆间的速度约束时,将该动力学模型用基于自然正交补的方法进行解耦,形成机械臂反向动力学递推算法,得到动力学模型的最小阶形式。以KUKA KR5六自由度机械臂为例,在仿真环境下对所提算法的有效性进行验证。结果表明:与其他4种算法相比,该算法计算复杂度低、计算效率高;该算法计算效率比ADAMS高67.7%。 展开更多

关键词 机械臂 反向动力学 递推算法 自然正交补法 速度约束

在线阅读 下载PDF 职称材料

失落的世界WORLD—用3ds max中的“反向动力学”做霸王龙骨骼动画

9

作者 张拓 《ComputerDIY．玩脑者》 2002年第12期38-43,共6页

关键词 3ds MAX “反向动力学” 霸王龙 动画 三维动画

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于并联机构的六维加速度传感器的反向动力学 被引量：7

10

作者 尤晶晶 王林康 +2 位作者 刘云平 李成刚 吴洪涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期10-25,共16页

六维加速度传感器能够测量完整的空间加速度信息,在人工智能等领域应用前景广阔。由于多输入、多输出量之间的强非线性耦合关系,该类系统的反向动力学问题至今尚未完全解决。以“12-6”、“9-3”两种并联式六维加速度传感器为例,通过引... 六维加速度传感器能够测量完整的空间加速度信息,在人工智能等领域应用前景广阔。由于多输入、多输出量之间的强非线性耦合关系,该类系统的反向动力学问题至今尚未完全解决。以“12-6”、“9-3”两种并联式六维加速度传感器为例,通过引入四元数矩阵和关于四阶向量叉乘的运算规则,在相空间内重新推导并求解了反向动力学方程。据此,揭示了方程数值性态与其影响因素之间的映射规律。研究发现:不计入质量块与基座之间的相对运动参量时,方程的解算效果更优;方程的解算精度主要与弹性体的拓扑构型以及信号频率、采样频率比和采样时间有关;当采样频率小于60 kHz时,方程的解算效率满足实时性要求。结合虚功率原理和特征长度法,求解了两种构型刚度矩阵的最小特征值,找到了弹性体拓扑构型影响方程解算精度的根本原因,这为多维传感器的构型综合提供了理论指导。进一步地,针对方程中存在小扰动和大扰动时解算结果失效的问题,分别通过监测基座的转动方向交替点和构造关于输入量的协调闭链,构建了对应的误差补偿和故障修复算法。实验室条件下,两种构型实物样机的测量误差能够分别控制在5.822%和6.781%之内,且均满足实时性要求,验证了上述反向动力学模型是有效、可靠的。 展开更多

关键词 并联机构 六维加速度传感器 四元数 反向动力学 相空间 刚度

原文传递

基于空间算子代数理论计算多体系统动力学建模 被引量：24

11

作者 方喜峰 吴洪涛 +2 位作者 刘云平 陆宇平 汪通悦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期228-234,共7页

为了提高计算多体系统动力学正、反向动力学建模效率,应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对计算多体系统正、反向动力学进行设计与实现。广义质量是联系旋量力和旋量加速度的的重要参量,据此可形成... 为了提高计算多体系统动力学正、反向动力学建模效率,应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对计算多体系统正、反向动力学进行设计与实现。广义质量是联系旋量力和旋量加速度的的重要参量,据此可形成正、反向动力学高效递推算法,用空间算子代数理论求出广义质量、正、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica6.0软件无缝集成,对计算多体系统动力学仿真及正、反向动力学进行参数化分析与计算,给出编程实施过程及建模IDEFO方法。根据分析结果,对PUMA560机器人典型多体系统进行正、反向动力学建模,并与结果进行对比,通过算例验证结果的正确性和有效性。 展开更多

关键词 空间算子代数 正、反向动力学 广义质量 多体系统 建模

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类平面二自由度并联机构的运动学与动力学分析 被引量：3

12

作者 熊启家 吴洪涛 +3 位作者 王超群 李桥梁 左健民 朱剑英 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第S1期149-151,共3页

提出了一类新型平面二自由度并联机构 ,可用作二自由度平面运动的工作台 ,并分析了这种机构运动学的正反解 ,在此基础上 ,进一步应用拉格朗日方法对该机构进行动力学建模 ,获得了该机构动力学模型的具体表达式。基于该动力学模型 ,对机... 提出了一类新型平面二自由度并联机构 ,可用作二自由度平面运动的工作台 ,并分析了这种机构运动学的正反解 ,在此基础上 ,进一步应用拉格朗日方法对该机构进行动力学建模 ,获得了该机构动力学模型的具体表达式。基于该动力学模型 ,对机构的反向动力学进行仿真计算分析 ,从而获得了运动状态下机构电机的驱动力和各构件的受力情况 。 展开更多

关键词 并联机构 拉格朗日方法 反向动力学 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

3－TRS型并联机器人的动力学研究 被引量：6

13

作者 蔡胜利 白师贤 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1996年第1期51-56,共6页

基于达朗伯原理和等效力方法建立了３－ＴＲＳ型并联机器人的动力学模型，写出了其正向动力学与反向动力学方程，讨论了两种方程的解法并给出了数值例。

关键词 并联 机器人 正向动力学 反向动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于算子表达的柔性机器人动力学建模研究

14

作者 郑铁军 《装备制造技术》 2016年第9期43-45,共3页

柔性机器人反向动力学是已知机器人末端广义线速度、广义角速度、广义加速度以及每个铰链和操作臂的广义质量后,求解各铰链的广义力。以柔性机器人为研究对象,应用空间算子建立了一套新的关于链式开环柔性多体系统反向动力学的空间递推... 柔性机器人反向动力学是已知机器人末端广义线速度、广义角速度、广义加速度以及每个铰链和操作臂的广义质量后,求解各铰链的广义力。以柔性机器人为研究对象,应用空间算子建立了一套新的关于链式开环柔性多体系统反向动力学的空间递推算法。这个算法同样适用于刚体机器人系统的反向动力学分析。经过对两连杆柔性机器人计算和仿真验证表明,与传统的分析链式柔性多体系统反向动力学的O(N3)阶算法相比,本算法是高效O(N)阶的,并具有可编程性高,应用广泛等特点。 展开更多

关键词 柔性机器人 反向动力学 递推 算子表达

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳纳米管和碳化硅纳米管热导率的分子动力学研究 被引量：2

15

作者 秦成龙 罗祥燕 +1 位作者 谢泉 吴乔丹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期12-21,共10页

采用Tersoff势测试和研究了反向非平衡分子动力学中的Müller-Plathe法和Jund法在一维纳米管热传导中的应用.在相同的模拟步数中,Müller-Plathe法可以得到很好的结果,热导率在交换频率大于50时对参数的选择并不敏感.然而,Jund... 采用Tersoff势测试和研究了反向非平衡分子动力学中的Müller-Plathe法和Jund法在一维纳米管热传导中的应用.在相同的模拟步数中,Müller-Plathe法可以得到很好的结果,热导率在交换频率大于50时对参数的选择并不敏感.然而,Jund法并不能得到良好的线性温度梯度,其热导率在一定程度上依赖于选择的热流大小.在此基础上,运用Müller-Plathe法进一步研究了碳纳米管和碳化硅纳米管的长度、直径和温度对热导率的影响.结果表明,无论是碳纳米管还是碳化硅纳米管,其长度、直径和温度对热导率的影响是一致的.只要长度增加,纳米管的热导率相应增大,但增长速率不断降低.直径对热导率的影响很大程度上还取决于温度,在高温时,直径对热导率几乎没有影响.除此之外,纳米管的热导率随着温度的增加总体上也是不断降低的,但峰值现象的出现还受纳米管长度的影响. 展开更多

关键词 反向非平衡分子动力学 热传导 碳纳米管 碳化硅纳米管

在线阅读 下载PDF 职称材料

机械臂动力学分析及关节非线性摩擦模型建立 被引量：30

16

作者 段书用 李昌洛 +1 位作者 韩旭 刘桂荣 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期18-28,共11页

现有研究大多采用分段线性组合而成的拟非线性摩擦模型来描述机械臂各关节摩擦力矩大小及其分布,忽略了低速区关节摩擦的实际非线性变化,而该非线性变化恰恰是影响机械臂轨迹精度及稳定性的关键因素之一。基于此,着重研究机械臂关节非... 现有研究大多采用分段线性组合而成的拟非线性摩擦模型来描述机械臂各关节摩擦力矩大小及其分布,忽略了低速区关节摩擦的实际非线性变化,而该非线性变化恰恰是影响机械臂轨迹精度及稳定性的关键因素之一。基于此,着重研究机械臂关节非线性摩擦模型及其对机械臂末端轨迹的影响。对多关节机械臂进行几何机构建模,对任意设定的机械臂理想运动轨迹,通过机构运动学分析得到各关节的角位移、角速度和角加速度。考虑非线性摩擦,建立高可靠性的关节非线性摩擦的一般模型。对给定的理想运动轨迹下的角位移、角速度和角加速度进行Newton-Euler反向动力学分析,从而得到各关节的非线性驱动力矩。基于一般非线性摩擦模型,将得到的驱动力矩代入正向动力学模型中得到机械臂末端实际的运动轨迹。通过上述分析步骤,深入研究各关节在不同类型驱动力矩组合条件下对机械臂末端运动轨迹、及各关节角位移的影响。研究结果表明机械臂各关节的不同摩擦形式对末端运行轨迹影响显著,各关节驱动力矩的变化对其相邻关节的角位移也有明显影响。 展开更多

关键词 机械臂 非线性摩擦模型 动力学建模 Newton-Euler法 正-反向动力学 机械臂运动学 运动轨迹

原文传递

虚拟花卉植物在可变风场中的运动行为仿真 被引量：3

17

作者 淮永建 李凡 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期130-136,共7页

花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法... 花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法。运用多层次反向动力学原理和布料模拟系统原理分别实现了单株花卉植物在风场中自身运动和群落花卉在风场中的整体运动的模拟。可以模拟在球形风场和平面风场中,随风力和风速实时变化的单株或群落花卉植物的运动行为特征,模拟效果逼真自然,具有较强的真实感。该研究可为虚拟植物运动仿真提供参考。 展开更多

关键词 计算机仿真 虚拟现实 反向动力学 弹性骨骼 弹簧-质点模型 花卉

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用Kane方法进行航天员舱外活动仿真 被引量：2

18

作者 杨锋 袁修干 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期151-154,共4页

阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向... 阐述了计算机动态仿真航天员舱外活动 (ExtraVehicularActivity ,EVA)的必要性 ,分析了国外航天员运动仿真的现状 ,给出了应用计算多刚体系统动力学对航天员舱外活动进行仿真的详细步骤。建立了具体的仿真方法 ,考虑了反向运动学、反向动力学等 ,反向动力学采用Kane方法。选取典型的EVA ,在对其进行适当简化的基础上 ,得出了描述该EVA系统运动的 7节段 6自由度动力学方程 ,对该EVA进行了仿真计算 ,并对结果进行了分析。 展开更多

关键词 航天员 舱外活动 KANE方法 计算机仿真 反向运动学 反向动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于运动随机性的群体运动合成 被引量：1

19

作者 高岩 马利庄 +1 位作者 陈志华 吴小毛 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第11期2475-2478,共4页

运动捕获技术是目前人体动画领域最有前途的技术之一。针对其重用性问题,多种运动编辑方法被提出。然而,这些编辑方法大都针对单个角色运动进行处理;现有的群体运动方法更多的考虑的是运动决策、运动协调。另外,现有的基于物理的动画方... 运动捕获技术是目前人体动画领域最有前途的技术之一。针对其重用性问题,多种运动编辑方法被提出。然而,这些编辑方法大都针对单个角色运动进行处理;现有的群体运动方法更多的考虑的是运动决策、运动协调。另外,现有的基于物理的动画方法仅仅考虑利用位置随机性来增加变动。通过对单角色捕获运动,施加位置和时间随机性,并结合反向动力学与多层次B样条拟合技术,来合成逼真的群体运动。 展开更多

关键词 运动随机性 群体运动 时间变形 多层次B样条 反向动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

人体数字孪生构建方法及其在骨骼分析中的应用 被引量：6

20

作者 李忠海 孙天泽 +2 位作者 张警 何西旺 宋学官 《中华骨与关节外科杂志》 2022年第2期111-116,共6页

目的:尝试将数字孪生(DT)技术应用于人体骨骼分析,探索人体骨骼DT体开发的框架及其关键技术。方法:针对人体腰椎骨骼,利用虚拟现实(VR)动作捕捉技术和传感器技术采集人体重要位置处的数据,将所得大量实时传感器数据通过人工智能技术进... 目的:尝试将数字孪生(DT)技术应用于人体骨骼分析,探索人体骨骼DT体开发的框架及其关键技术。方法:针对人体腰椎骨骼,利用虚拟现实(VR)动作捕捉技术和传感器技术采集人体重要位置处的数据,将所得大量实时传感器数据通过人工智能技术进行数据分类、筛选、约简与计算处理得到所需要的关键数据。通过人体反向动力学与生物力学算法对关键数据求解得到目标骨骼的空间方位信息与力学信息,将部分传感器数据与计算结果融合后对目标骨骼进行仿真模拟,得到目标骨骼的各种生物力学性能,并利用代理模型技术对未知姿态下骨骼的生物力学性能进行预测,最后利用计算机图形学技术将所得性能数据建模渲染得到真实骨骼的高保真DT体,实现对腰椎骨骼生物力学性能的忠实孪生映射。结果:人体DT构建系统包括物理装备系统、数据传输系统、数据处理系统、数值计算系统、数据融合系统、仿真预测系统、孪生显示系统及数据存储系统。通过各系统协同作用,利用穿戴式VR设备和少量传感器即可实时计算出目标骨骼的生物力学性能,结合实验数据对骨骼生物力学性能的评估、预测及反馈控制,实现对目标骨骼实时的健康监测。结论:基于DT技术可实现人体骨骼实时动态的高保真数字化显示和运动动作的实时模拟,同时可提供骨骼的生物力学性能动态仿真分析、损伤预测和危险姿态预警等,为人体骨骼疾病防治及骨骼健康的监测提供理论依据和方法参考。 展开更多

关键词 数字孪生 数字化医疗 人体反向动力学 骨骼 机理模型

在线阅读 下载PDF 职称材料