view in publisher's site

Various Approaches for the Modeling of Flexible Robot Arms

SummaryIncreasing demands on velocity and accuracy of robot motions require the consideration of the elasticity of robot arms in the control and structural design. The first and most essential step is the mathematical modeling. The transmission flexibility and the torquer dynamics can easily be modeled by proven rigid body formalisms. The structural elasticity of robot arms, however, has to be regarded with more detail.There have been numerous papers with respect to the modeling approach which can be summarized essentially in three categories: i) A series of rigid bodies and elastic springs.  ii) A series of finite elements.  iii) One continuous element subject to modal analysis.   For an optimal design it is hard to find out which model is the best one. A comparison is usually omitted in literature.This paper presents a unified approach including all the mentioned models. For this purpose the method of multihody systems is extended summarizing the rigid body motions as well as the elastic motions. Particularly, the development of a finite beam element is considered with respect to the large nonlinear movements of robot arms. The three different approaches are compared using a simple example. It turns out that the different methods are strongly related to each other. Moreover, for a sufficient number of degrees of freedom even the numerical results are equivalent. Further, two examples show some characteristic errors resulting from the linear kinematical description of finite beam elements. For large rigid body motions, a refined description of the elastic motions must be used.

رویکردهای مختلف برای مدلسازی بازوهای انعطاف‌پذیر

افزایش سرعت و دقت حرکات ربات مستلزم توجه به کشش بازوهای ربات در کنترل و طراحی سازه است. اولین و مهم‌ترین گام، مدلسازی ریاضی است. انعطاف‌پذیری انتقال و دینامیک torquer را می توان به آسانی با صورت گرایی بدن صلب ثابت مدل‌سازی کرد. با این حال، کشش ساختاری بازوها باید با detail.Ther e بیشتر مورد توجه قرار گیرد، با توجه به رویکرد مدلسازی که در اصل در سه دسته خلاصه می‌شود: مجموعه‌ای از بدن‌های صلب و فنرهای الاستیک. ۲)مجموعه‌ای از عناصر محدود. ۳)یک عنصر پیوسته تحت آنالیز مودال است. برای طراحی بهینه، فهمیدن این که کدام مدل بهترین است، سخت است. یک مقایسه معمولا در مقاله literature.This حذف می‌شود که یک رویکرد یکپارچه از جمله تمام مدل‌های مذکور را نشان می‌دهد. برای این منظور، روش سیستم‌های multihody، خلاصه کردن حرکات جسم صلب و نیز حرکات الاستیک است. به ویژه، توسعه یک آلمان تیر محدود با توجه به حرکات غیر خطی بزرگ بازوهای ربات در نظر گرفته شده‌است. این سه روش با استفاده از یک مثال ساده مقایسه می‌شوند. مشخص می‌شود که روش‌های مختلف قویا به یکدیگر مرتبط هستند. علاوه بر این، برای تعداد کافی از درجات آزادی، حتی نتایج عددی معادل هستند. علاوه بر این، دو مثال، برخی از خطاهای مشخصه ناشی از توصیف kinematical خطی عناصر تیر محدود را نشان می‌دهند. برای حرکات جسم صلب، توصیف دقیقی از حرکات الاستیک باید مورد استفاده قرار گیرد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.