摘要:針對(duì)機(jī)械臂在運(yùn)行過程中的接觸碰撞問題,基于碰撞過程中產(chǎn)生沖量和高斯最小約束原理,,提出了一種確定接觸碰撞后系統(tǒng)狀態(tài)量的分析方法,。首先,利用Lagrange方程,,建立機(jī)械臂系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,,并以此為基礎(chǔ)根據(jù)經(jīng)典碰撞理論與恢復(fù)系數(shù)方程,推導(dǎo)得到碰撞時(shí)系統(tǒng)的外部碰撞沖量求解模型,;該模型中碰撞點(diǎn)的速度與碰撞沖量之間是解耦的,,有利于計(jì)算求解。其次,,根據(jù)高斯最小約束原理和求解得到的接觸碰撞前的系統(tǒng)狀態(tài)量,,運(yùn)用求多變量函數(shù)極值的方法建立機(jī)械臂系統(tǒng)接觸碰撞后瞬時(shí)速度求解方程式。最后,,以平面三連桿機(jī)械臂為實(shí)例進(jìn)行碰撞動(dòng)力學(xué)建模與仿真,,研究分析系統(tǒng)發(fā)生接觸碰撞時(shí)所受到的外部碰撞沖量大小以及碰撞前后機(jī)械臂角速度和各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律,求解得到了機(jī)械臂發(fā)生碰撞后保持原有運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變時(shí)各關(guān)節(jié)所需施加的驅(qū)動(dòng)力矩,。研究表明:碰撞發(fā)生瞬時(shí)各關(guān)節(jié)將產(chǎn)生剛性沖擊,;碰撞后瞬時(shí)各桿將產(chǎn)生抖動(dòng);碰撞產(chǎn)生的沖量由遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)向近端關(guān)節(jié)以遞減的方式變化,,所得結(jié)論可為機(jī)械臂沖擊后的運(yùn)動(dòng)軌跡控制提供一定的理論依據(jù),。