基于递归Gibbs-Appell的柔性空间机器人建模与特性分析

本文研究了多柔性空间机器人的动力学建模和特性分析。基于递归Gibbs-Appell方法，构建了一个包含柔性关节、柔性机械手和柔性附件的空间机器人，以精确定位动力学模型耦合系统，并对其特性进行了分析。首先，根据Timoshenko梁理论（TBT）和集中刚度，分别对连杆和接头进行了柔性描述。其次，通过使用旋转矩阵-R33和翻译向量L13简化齐次变换矩阵R44，以减少递推运动学的难度。第三，利用递归Gibbs－Appell公式建立了柔性关节柔性机械臂的逆模型。该模型考虑了关节柔度、侧向间隙和摩擦力的影响，采用逆递推方法得到了质量惯性矩阵和耦合矩阵，从而得到了其模型。最后，分别用Matlab和Admas进行了仿真，验证了模型的正确性。在柔性连杆机械臂参数不变的基础上，分析了关节刚度和关节摩擦力的变化对系统振动特性的影响。