36、工业与物流领域的技术探索与优化实践

工业与物流领域的技术探索与优化实践

1. 机械臂运动特性与优化

在机械臂的研究中，针对不同关节刚度情况开展了跟踪模拟。设定关节刚度 (K_{gi}) 分别为 11700、7800 和 3900 Nm/rad 进行三种情况的模拟。结果显示，机械臂的运动特性受关节刚度和其在机械臂配置中的位置影响显著。当刚度降低时，非衰减振动明显增加，尤其是处于中间位置的肘关节。
|关节刚度 (K_{gi})（Nm/rad）|振动影响|
| ---- | ---- |
|11700|振动相对较小|
|7800|振动有所增加|
|3900|振动显著增加|

因此，在机械臂的结构设计中，需合理选择关节刚度和位置，以减少强烈振动影响，确保末端定位精度。例如，当 (K_{gi} = 11700) Nm/rad 时，末端在 (x_0)、(y_0) 和 (\varphi_0) 方向的振动幅度分别为 0.0003 m、0.0005 m 和 0.052°，这表明基于 LQR 技术的全状态反馈控制是有效的。同时，路径规划中的过渡点和时间能加速机械臂的动态响应并减少超调。

mermaid 流程图：

graph LR
    A[设定关节刚度] --> B[进行跟踪模拟]
    B --> C{分析运动特性}
    C -->|刚度影响| D[调整关节刚度和位置]
    C -->|位置影响| D
    D --> E[减少振动确保精度]
    B --> F[验证控制效果]
    F --> E

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