基于动力学的拟人肩关节动载 协调分配优化研究

• 作者: 孙鹏 徐梦茹 李研彪 王林 罗怡沁 郑航
• 来源期刊: 机电工程
• 学科: 工学
• 关键词: 拟人肩关节 动力学模型 性能最优 广义时间 动载协调分配
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 机械、仪表技术
• 页码范围: 903-909
• 页数: 7页
• 分类号: TH112|TP24
• 字数: 5982字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4551.2018.09.001

摘要

针对并联机构动载分配优化存在的问题,对一种拟人肩关节机构的运动学、动力学、机构性能等方面进行了研究,提出了一种动载协调分配优化方法.首先结合拉格朗日方程和虚功原理建立了动力学模型,并利用动力学仿真软件验证了动力学模型的正确性;然后基于动力学模型,建立了肩关节机构的动力学性能指标和力映射性能指标,并应用加权求和法将其转换成综合性能指标;最后采用Dijkstra算法得到了性能最优的轨迹,并综合考虑时间、能耗和力矩波动,采用遗传算法优化了该机构的广义时间,从而确定了各个关节的力矩、角位移和角速度.研究结果表明:该优化方法能够实现拟人肩关节在时间最短、能耗最小、性能最优的条件下完成运动,且该优化方法也适用于其他并联机构.