Matlab在并联机器人动力分析与动态仿真的应用

"本文主要探讨了基于Matlab的并联机器人机构动力分析与动态仿真的方法，旨在解决现有动力分析方法中仿真精度低、效率差的问题。作者乔栋、谢亚龙、李博文等人通过建立并联机器人的数学模型，利用拉格朗日方程进行动力学分析，并在Matlab环境中实现动态仿真，以实现正逆运动的双向仿真，提高了仿真精度和效率。" 并联机器人是一种由多个独立驱动的连杆组成的多自由度机构，广泛应用于工业、医疗等领域。它们的运动特性复杂，涉及到正运动学和逆运动学问题。正运动学是研究输入参数如何影响机器人的末端执行器位置，而逆运动学则相反，探讨如何通过改变末端执行器的位置来驱动连杆运动。传统的动力分析方法，如数值法和解析法，虽然能计算出连杆长度和速度，但精度有限，且无法描绘完整的运动曲线。 随着计算机技术的发展，动态仿真成为解决这一问题的有效手段。Matlab作为一种强大的数值计算和仿真平台，被广泛用于并联机器人动力分析。文章中，研究人员首先构建了并联机器人的数学模型，定义了机器人的初始位置和坐标系统。接着，他们运用拉格朗日方程，这是一种描述系统动力学的常用方法，能够计算出系统的动能和势能，从而推导出动力学方程。 通过拉格朗日方程获得的动力学参数，作者进行了动力平台的详细分析，进一步描述了机器人的运动状态。最后，这些理论分析结果被整合到Matlab环境中，进行动态仿真。这种方法的优势在于，它支持正逆运动的双向仿真，无需重新建立模型，显著提升了仿真的效率和精度。 实验结果显示，所提出的设计方法在某型号并联机器人上成功实现了高精度的双向动态仿真，验证了其有效性和实用性。这种方法对于并联机器人设计和控制的研究具有重要的参考价值，特别是在提高仿真质量和效率方面，为并联机器人的实际应用提供了有力的工具。