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改进的6-DOF并联机器人Newton-Euler动力学模型 被引量:23
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作者 韩佩富 王常武 +2 位作者 孔令富 黄真 赵立强 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期315-318,共4页
本文在 6 - DOF并联机器人运动模型的基础上 ,采用对加速度及作用力正交分解的方法 ,将其 Newton- Euler动力学模型归结为一个简单的、可用于实时计算的模型 .
关键词 并联机器人 newton-euler动力学模型 液压缸
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漂浮基空间机器人关节驱动力矩求解的Newton-Euler正交方法 被引量:3
2
作者 张延恒 孙汉旭 +1 位作者 贠超 贾庆轩 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期11-14,共4页
空间微重力环境下,空间机器人安装基座不固定,机械臂与安装基座之间存在运动学和动力学耦合作用.针对地面机器人的关节力矩计算方法不能直接用于空间机器人的研究中,根据空间机器人自由漂浮状态时系统动量守恒的特点,采用Newton-Euler... 空间微重力环境下,空间机器人安装基座不固定,机械臂与安装基座之间存在运动学和动力学耦合作用.针对地面机器人的关节力矩计算方法不能直接用于空间机器人的研究中,根据空间机器人自由漂浮状态时系统动量守恒的特点,采用Newton-Euler正交方法构建了满足系统动量守恒约束条件的空间机器人运动曲线法空间与切空间基底,并以此为基础得到了自由飘浮状态下的空间机器人关节力矩的显式表达式.最后通过空间二连杆机械臂实例给出了其具体的应用. 展开更多
关键词 自由飘浮空间机器人 newton-euler正交 关节力矩
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基于Newton-Euler方法的整车非线性动力学模型耦合机理分析
3
作者 潘劲松 《晓庄学院自然科学学报》 CAS 北大核心 2014年第6期47-52,共6页
针对传统的整车动力学模型未能完全反映汽车纵向运动、侧向运动与垂向运动间的相互关联影响,采用Newton-Euler方法,建立一个14-DOF整车非线性耦合动力学模型,并利用Matlab/simulink仿真平台对模型的正确性进行验证,研究结果表明,14-DOF... 针对传统的整车动力学模型未能完全反映汽车纵向运动、侧向运动与垂向运动间的相互关联影响,采用Newton-Euler方法,建立一个14-DOF整车非线性耦合动力学模型,并利用Matlab/simulink仿真平台对模型的正确性进行验证,研究结果表明,14-DOF整车非线性耦合动力学模型能较好地反映汽车底盘在制动、转向和悬架等子系统之间相互影响关系. 展开更多
关键词 非线性 耦合 动力学 仿真 newton-euler方法
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一种改进的Stewart平台Newton-Euler动力学模型 被引量:4
4
作者 何兆麒 薛冬新 +1 位作者 张娟 宋希庚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期221-229,共9页
原有运用Newton-Euler法建立的6-UPS(Universal-Prismatic-Spherical)Stewart平台的经典闭环动力学模型存在一些不足,逐渐有学者从三个方面改进,即建模过程中考虑支杆绕自身轴线的旋转自由度,修正万向铰约束力矩的方向,应用平行轴定理... 原有运用Newton-Euler法建立的6-UPS(Universal-Prismatic-Spherical)Stewart平台的经典闭环动力学模型存在一些不足,逐渐有学者从三个方面改进,即建模过程中考虑支杆绕自身轴线的旋转自由度,修正万向铰约束力矩的方向,应用平行轴定理计算各结构的转动惯量。在此基础上,考虑到上、下支杆关于下铰接点的力矩平衡属于不同情况,选择合理形式的动量矩定理建立支杆及上平台的欧拉方程,并结合前三点最终得到两种闭环动力学改进模型。使用相同的算例,比较改进模型和原模型的动态响应的不同,说明改进模型的必要性。从理论推导的角度来看,改进的模型比原模型更加合理、准确。 展开更多
关键词 6-UPS STEWART平台 改进动力学模型 newton-euler
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递推Newton-Euler-Luh方程在闭链机器人中的推广
5
作者 周嵘 林蕾 《电子机械工程》 1990年第3期12-19,共8页
一、引言机器人是一个复杂的动力学系统,要研究这样一个系统,就必须使用一种系统的方法。目前较为常用的动力学方程有:Largrange-Euler方程、Netiwton-Euler方程、广义d’Alembert方程、递推的Largrange方程及递推Newton-Euler-Luh方程... 一、引言机器人是一个复杂的动力学系统,要研究这样一个系统,就必须使用一种系统的方法。目前较为常用的动力学方程有:Largrange-Euler方程、Netiwton-Euler方程、广义d’Alembert方程、递推的Largrange方程及递推Newton-Euler-Luh方程。文献[1]给出了递推的N-E-L方程,它具有计算量小(计算量与关节数成线性关系),不需要在线信息,而且惯性矩阵及其它物理、几何参数都以链杆上的坐标系为参考系。由于坐标系随着链杆运动,因此在机械手运动过程中,上面的参数都保持常数。 展开更多
关键词 闭链 机器人 newton-euler 方程
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带转裙的深潜救生艇动力学建模及干扰仿真
6
作者 胡世 马岭 《船海工程》 北大核心 2025年第4期96-101,共6页
为探究在深潜救生艇与失事潜艇对接过程中,转裙的运动及海流对转裙的作用力对深潜救生艇的运动状态的干扰,将带有二自由度转裙机构的深潜救生艇视为多体系统对其进行动力学建模,利用四元数对转裙的运动学进行分析,基于递推Newton-Euler... 为探究在深潜救生艇与失事潜艇对接过程中,转裙的运动及海流对转裙的作用力对深潜救生艇的运动状态的干扰,将带有二自由度转裙机构的深潜救生艇视为多体系统对其进行动力学建模,利用四元数对转裙的运动学进行分析,基于递推Newton-Euler法引入了转裙对艇体的干扰作用,利用建立的动力学模型开展转裙在运动过程中对迎流平衡悬浮状态下艇体的位姿干扰仿真研究。仿真结果表明,转裙转动过程中对艇体纵倾角和横倾角均有一定影响,但量级较小,对艇体艏向角的干扰可以忽略不计。 展开更多
关键词 转裙 深潜救生艇 四元数 递推newton-euler 干扰仿真
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传感信息协调一致性算法下的无人机机载编队控制
7
作者 张富春 郑武略 +2 位作者 张鑫 吴阳阳 陈浩 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1247-1252,共6页
无人机机载编队控制受外力干扰、无人机数量和指令迟缓等问题影响,控制精度较低。为此,提出传感信息协调一致性算法下的无人机机载编队控制方法。根据牛顿-欧拉方程建立了无人机机载系统的一阶模型,引入虚拟控制输入量表示无人机的位置... 无人机机载编队控制受外力干扰、无人机数量和指令迟缓等问题影响,控制精度较低。为此,提出传感信息协调一致性算法下的无人机机载编队控制方法。根据牛顿-欧拉方程建立了无人机机载系统的一阶模型,引入虚拟控制输入量表示无人机的位置。通过建立有限点集合、传感信息交互集合和通信路径的边构建传感信息交互图。控制输入量并进行传感信息交互促进编队成员之间的相互认知和协同行为,基于协调一致性算法,设计了无人机编队控制流程,寻找参考集结点和目标集结点,形成松散编队,并逐步转变为紧密编队,实现编队成员之间的协调一致行为。仿真结果表明,所提方法的控制时间最短为119 ms、标准差最小为0.30、机间距大于2 m,具有较好的协调控制能力。 展开更多
关键词 无人机 机载编队控制 传感信息协调一致性算法 牛顿-欧拉方程 拉普拉斯矩阵
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基于三维有限段的柔性折叠结构展开动力学建模方法
8
作者 李轩 黄铁球 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期22-30,共9页
针对空间柔性折叠展开飞行器在展开时存在的大变形、多接触、折叠刚度时变等问题,开展了一类大柔度折叠结构展开过程相关的动力学建模方法研究。基于该类大柔度结构的折叠方式,简化并抽取典型折叠模型,采用有限段方法建立了适用于大柔... 针对空间柔性折叠展开飞行器在展开时存在的大变形、多接触、折叠刚度时变等问题,开展了一类大柔度折叠结构展开过程相关的动力学建模方法研究。基于该类大柔度结构的折叠方式,简化并抽取典型折叠模型,采用有限段方法建立了适用于大柔度折叠结构展开的三维有限段离散模型;采用矢量力学方法,从牛顿-欧拉方程出发,推导出相邻单元间连接力的力学模型,并给出连接力的刚度矩阵;引入非线性等效接触弹簧阻尼和连续摩擦系数库伦摩擦力模型模拟相应段间接触与摩擦状态,保证求解的稳定性和效率;提出折痕处时变非线性弹性连接模型并给出弯折刚度的参数辨识方法。借助ADAMS软件对4种工况下典型折叠模型进行了展开动力学仿真分析,并设计了相应状态下的展开试验,比较二者结果可知,典型折叠模型在受拉展开过程中拉力变化吻合良好,验证了该类结构展开动力学建模的可行性和准确性,为后续整体折叠结构展开的仿真奠定了基础。 展开更多
关键词 大柔度折叠结构 有限段法 牛顿-欧拉法 弯折刚度参数辨识 动力学分析与试验
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基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统设计 被引量:2
9
作者 胡少华 《计算机测量与控制》 2025年第3期79-86,共8页
由于四旋翼无人机复杂的非线性、时变不确定性,容易受到外界干扰,导致飞行姿态控制出现偏差;针对该问题,设计了基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统;采用Pixhawk飞控板,在系统硬件部分,根据指令调整无人机的飞行姿态... 由于四旋翼无人机复杂的非线性、时变不确定性,容易受到外界干扰,导致飞行姿态控制出现偏差;针对该问题,设计了基于牛顿-欧拉法的四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制系统;采用Pixhawk飞控板,在系统硬件部分,根据指令调整无人机的飞行姿态和电机转速;采用MPU6050姿态传感器,测量无人机俯仰角、滚转角和偏航角等姿态信息;通过基于GAD7689的A/D采样电路,将模拟信号的电压或电流值转换为数字信号,并存储在内部寄存器中;自抗扰控制器通过构造扩张状态观测器估计系统的总扰动,并设计控制器来跟踪系统的参考轨迹;在系统软件部分,使用牛顿-欧拉法分析无人机飞行位移及转动过程,结合自抗扰控制设计姿态控制方案,利用跟踪微分器对期望轨迹预处理,实现四旋翼无人机飞行姿态自抗扰控制;实验结果表明,该系统控制的无人机飞行姿态滚转角为0.7°、俯仰角为0.5°、偏航角为0.6°,无人机的飞行轨迹平滑,与理想飞行轨迹一致,能够达到理想控制效果。 展开更多
关键词 牛顿-欧拉法 四旋翼无人机 飞行姿态 自抗扰控制
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某型系留无人机动力学建模与控制仿真
10
作者 廖智麟 莫兰 +2 位作者 肖琪 黄凌峰 李一凡 《自动化应用》 2025年第3期74-80,共7页
针对消防系留无人机需求,研究了共轴十二旋翼飞行器,旨在克服传统多旋翼受风干扰后易导致的操作失控问题,发挥其显著优势。依据牛顿-欧拉方程,对其进行受力分析并建立动力学模型,然后通过MATLAB软件对其不同风扰动下进行PID控制仿真计算... 针对消防系留无人机需求,研究了共轴十二旋翼飞行器,旨在克服传统多旋翼受风干扰后易导致的操作失控问题,发挥其显著优势。依据牛顿-欧拉方程,对其进行受力分析并建立动力学模型,然后通过MATLAB软件对其不同风扰动下进行PID控制仿真计算,分析出了系留无人机受不同风扰动的变化和最大承受风速,得出了系留无人机在悬停150 m工作时受到不同风速影响的飞行曲线和其最大承受风速为17 m/s的结论。 展开更多
关键词 系留无人机 牛顿-欧拉方程 PID控制
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Newton-Cotes公式的渐近展开及其应用
11
作者 檀结庆 《大学数学》 2024年第5期35-42,共8页
给出了(n+1)-点Newton-Cotes公式的渐近展开,作为特例,得到了梯形求积公式和Simpson求积公式及其复化形式的渐近展开,分析了与Euler-Maclaurin展开的区别与联系,指出从复化Simpson求积公式出发,可得到数值积分的高阶Romberg算法.
关键词 Newton-Cotes公式 梯形求积公式 渐近展开 Euler-Maclaurin展开
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一种机构型牵制释放装置的动力学建模与分析 被引量:1
12
作者 陈庆斌 韩先国 +1 位作者 李猛 居龙 《航天制造技术》 2024年第6期26-34,共9页
本文分析了一种机构型火箭牵制缓释机构的运动学过程,利用牛顿-欧拉方程对机构的缓释阶段进行了动力学建模,针对动力学模型中的弹性元件,提出了一种逼近-校正法对其进行分析。设计了一种基于此机构的结构参数,将此结构参数代入到模型中... 本文分析了一种机构型火箭牵制缓释机构的运动学过程,利用牛顿-欧拉方程对机构的缓释阶段进行了动力学建模,针对动力学模型中的弹性元件,提出了一种逼近-校正法对其进行分析。设计了一种基于此机构的结构参数,将此结构参数代入到模型中,对所建立的动力学模型进行了Matlab数值仿真和多体动力学仿真,得到了目标缓释力下的气缸力时序曲线,验证了其正确性。并且将动力学模型计算结果与去除惯性力的静力学模型计算结果进行了对比,分析了机构惯性力的影响,为此类机构缓释阶段的控制奠定了基础。最后进行了相关实验分析。 展开更多
关键词 牵制缓放机构 缓释放 牛顿-欧拉方程 动力学模型 数值仿真 多体动力学仿真
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6RSS仿人并联咀嚼机器人的刚性动力学建模分析 被引量:1
13
作者 程晨 袁晓静 +5 位作者 阳能军 侯根良 曾繁琦 王友才 罗伟蓬 赵冠 《医疗卫生装备》 CAS 2024年第3期16-22,共7页
目的:对设计的6RSS仿人并联咀嚼机器人进行刚性动力学建模分析。方法:首先,推导刚性动力学建模所需的运动变量(包括平动/转动速度和加速度)函数。其次,使用牛顿-欧拉法则建立机器人的刚性动力学模型。最后,在机器人受到咀嚼反力情况下,... 目的:对设计的6RSS仿人并联咀嚼机器人进行刚性动力学建模分析。方法:首先,推导刚性动力学建模所需的运动变量(包括平动/转动速度和加速度)函数。其次,使用牛顿-欧拉法则建立机器人的刚性动力学模型。最后,在机器人受到咀嚼反力情况下,跟踪口腔健康志愿者的咀嚼运动轨迹,并开展数值计算。结果:数值计算结果表明,机器人的驱动力矩和约束力出现峰值的时刻和咀嚼反力出现峰值的时刻一致。结论:外力对机器人的逆动力学有较大影响,该研究为机器人的运动控制以及优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 6RSS 咀嚼机器人 仿生设计 并联机器人 刚性动力学 牛顿-欧拉法则
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可行走着陆器的牛顿-欧拉法动力学研究
14
作者 冯盖亚 贾山 +1 位作者 陈金宝 周向华 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第1期53-64,共12页
基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学... 基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器,为摸清其行走过程中的关节能耗问题,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先,采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系,进行正向运动学和逆向运动学的推导;然后在运动学模型的基础上,采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型,该模型以足端相对轨迹为输入,获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线;最后,采用五次样条插值法规划一段运动轨迹,用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证,该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势,证明了模型的有效性,可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。 展开更多
关键词 可行走着陆器 运动学 牛顿-欧拉动力学 足端轨迹规划
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上肢康复机械臂运动学和力学模型建立与分析
15
作者 张广宇 李锐鹏 +1 位作者 杨其华 高升 《现代电子技术》 北大核心 2024年第14期147-156,共10页
针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间... 针对传统康复机械臂存在的适配人体上肢自由度低、便携性较差、左右肢体互换困难等问题,提出一种9自由度的便携型上肢康复机械臂,满足偏瘫患者的训练需求。运用Matlab建立DH坐标系和运动学模型,通过蒙特卡洛法获取康复机械臂的三维空间点云图,验证其工作空间的合理性。基于牛顿-欧拉和拉格朗日方程对上肢康复机械臂进行动力学建模,推导了上肢康复机械臂力矩计算公式。将Adams动力学仿真与理论公式计算获取的各关节力矩值进行对比分析,计算两者之间的误差。实验结果表明,理论力学公式计算结果与Adams仿真结果误差值在0.1 N∙m以内,各关节的误差均在5%以内。实验结果验证了理论力学公式的正确性,为后续控制系统的建立和实物样机的制作提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 上肢康复机械臂 运动学模型 力学模型 蒙特卡洛法 牛顿-欧拉方程 动力学仿真
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基于双层自适应遗传算法的机器人参数辨识 被引量:9
16
作者 钟佩思 刘金铭 +2 位作者 吕文浩 张振宇 宋庆军 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第3期1054-1060,共7页
激励轨迹的选取和优化是机器人动力学参数辨识的重要基础。为了提高机器人动力学参数的辨识精度,以SCARA机器人为研究对象,设计了基于双层自适应遗传算法的机器人激励轨迹优化方案。运用Newton-Euler法建立了机器人的动力学模型,并对机... 激励轨迹的选取和优化是机器人动力学参数辨识的重要基础。为了提高机器人动力学参数的辨识精度,以SCARA机器人为研究对象,设计了基于双层自适应遗传算法的机器人激励轨迹优化方案。运用Newton-Euler法建立了机器人的动力学模型,并对机器人的动力学模型进行线性分离,得到了机器人的最小惯性参数集和对应的观测矩阵。分析机器人的参数辨识方程,确定了观测矩阵条件数最小的优化目标。针对传统遗传算法进行改进,提出了双层自适应机制,提升了算法的全局搜索能力和搜索效率。最后利用MATLAB和ADAMS进行联合仿真实验,使用递推最小二乘法计算机器人的最小惯性参数集。实验结果表明,使用改进的双层自适应遗传算法得到的激励轨迹可以保证机器人动力学参数的辨识精度。 展开更多
关键词 SCARA机器人 newton-euler迭代法 遗传算法 双层自适应机制 递推最小二乘法
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两轮自平衡机器人运动平衡控制研究 被引量:8
17
作者 阮晓钢 孙荣毅 +1 位作者 马圣策 王旭 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第24期84-88,共5页
对两轮自平衡机器人的运动平衡控制进行研究。通过搭建两轮自平衡机器人实验平台,采用Newton-uler法建立动力学模型以及针对机器人的运动控制、平衡控制和伺服控制设计相应的PID控制器。物理实验表明,机器人在外界冲击干扰和阶跃干扰的... 对两轮自平衡机器人的运动平衡控制进行研究。通过搭建两轮自平衡机器人实验平台,采用Newton-uler法建立动力学模型以及针对机器人的运动控制、平衡控制和伺服控制设计相应的PID控制器。物理实验表明,机器人在外界冲击干扰和阶跃干扰的作用下,能够维持自身平衡同时可以执行相应的运动控制命令。结果表明,提出的两轮自平衡机器人运动平衡控制的方法是合理有效的。 展开更多
关键词 两轮自平衡机器人 平衡控制 newton-euler建模 PID控制
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RV12L-6R焊接机器人动力学分析及计算机仿真研究 被引量:1
18
作者 刘成良 张凯 +2 位作者 付庄 曹其新 殷跃红 《应用科学学报》 CAS CSCD 2002年第3期282-286,共5页
提出用 L agrangian方法与递推的 Newton- Euler方法相结合求解机器人逆动力学问题 ,以满足实时控制的要求 .结合 IVECO汽车横梁的焊接 ,给出了实用的机器人动力学算法 ,并对 6自由度机器人各关节力矩进行了动态仿真 ,仿真结果表明不同... 提出用 L agrangian方法与递推的 Newton- Euler方法相结合求解机器人逆动力学问题 ,以满足实时控制的要求 .结合 IVECO汽车横梁的焊接 ,给出了实用的机器人动力学算法 ,并对 6自由度机器人各关节力矩进行了动态仿真 ,仿真结果表明不同的关节初始值 ,有时会出现关节力矩突变 ,引起系统振动 .因此 。 展开更多
关键词 RV12L-6R焊接机器 动力学分析 逆动力学 计算机仿真 关节力矩 Lograngian方法 newton-euler方法
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六自由度水下机械臂动力学模型及流阻影响研究 被引量:11
19
作者 王懿 张爱霞 +1 位作者 郭瑞岩 张成良 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1143-1149,共7页
针对应用于深水环境的六自由度水下机械臂,首次基于迭代Newton-Euler矢量力学方法和Morison方程建立了静水条件下考虑流体阻力的六自由度机械臂动力学模型,得到了各关节流体拖曳力矩和附加质量力矩的解析表达式,进而推导获得了各关节的... 针对应用于深水环境的六自由度水下机械臂,首次基于迭代Newton-Euler矢量力学方法和Morison方程建立了静水条件下考虑流体阻力的六自由度机械臂动力学模型,得到了各关节流体拖曳力矩和附加质量力矩的解析表达式,进而推导获得了各关节的驱动力矩和水阻力矩解析表达式.通过Matlab软件仿真分析了流体阻力对机械臂关节控制力矩的最大影响可达8.69%,结果表明流体阻力对机械臂的影响是不可忽视的.在某些水下高精度作业的情况下,应用文中提出的考虑流体阻力影响的六自由度机械臂动力学模型可以获得更高的机械臂控制精度. 展开更多
关键词 六自由度机械臂 newton-euler 动力学 流体阻力
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玻璃幕墙清洗机器人爬行机构动力学分析 被引量:8
20
作者 贺利乐 黄天柱 刘小罗 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第10期265-269,共5页
针对现今高楼玻璃幕墙的清洗问题,设计了一种双轮驱动多吸盘玻璃幕墙清洗机器人的爬行机构,建立了机器人的动力学模型。首先分析机器人的受力情况并确定了其安全吸附条件,然后基于Newton-Euler方程建立了满足机器人安全吸附条件的运动方... 针对现今高楼玻璃幕墙的清洗问题,设计了一种双轮驱动多吸盘玻璃幕墙清洗机器人的爬行机构,建立了机器人的动力学模型。首先分析机器人的受力情况并确定了其安全吸附条件,然后基于Newton-Euler方程建立了满足机器人安全吸附条件的运动方程,最后利用MATLAB软件对机器人进行动力学仿真,分析了机器人吸附力和驱动轮驱动力矩,其仿真结果验证了动力学模型的正确性,同时验证了机器人具有在平滑壁面上稳定移动的能力。通过动力学分析,为机器人的结构优化和运动控制提供了理论依据。 展开更多
关键词 清洗机器人 动力学模型 newton-euler方程 动力学仿真
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