59、机器人动力学与磁悬浮主动隔振系统研究

机器人动力学与磁悬浮主动隔振系统研究

机器人动力学分析

在机器人研究领域，动力学分析是至关重要的一环，它能帮助我们深入了解机器人的运动特性和性能表现。

系统动力学方程

在机器人系统中，涉及多个关键参数。行走机构和装载筒的质量分别为 (m_1) 和 (m_2)，(J_z) 是 X 轴的转动惯量，机身和齿轮系的转动惯量分别为 (J_1) 和 (J_2)，(\theta) 是质心倾斜角的余角，(r_1) 是质心到旋转轴的距离，(T_r) 和 (T_l) 分别是驱动扭矩。

根据刚体转动惯量的计算公式 (I = \sum_{i} m_ir_i^2)，可得到装载筒对机器人整体质心的转动惯量 (J_2 = \sum_{i} m_ir_i^2 = M_2r_2)，行走机构对机器人整体质心的转动惯量 (J_1 = \sum_{i} m_ir_i^2 = M_1r_1)。为了使机器人在直行、攀爬和越障等状态下正常运行，其动力学模型需满足 (J_2 > J_1)。

系统动态状态方程

机器人系统中，机身和齿轮系的质量为 (m_1) 和 (m_2)，(J_z) 是 X 轴转动惯量，(M_1) 和 (M_2) 分别是机身和齿轮系的转动惯量，(\theta) 是质心倾斜角，(L_1) 是整个机器人质心到旋转轴的距离，(T_r) 和 (T_l) 分别是驱动力矩。

机器人机身质心的分解速度可表示为：
[
\begin{cases}
v_x = l_1 \dot{\theta} \sin \theta = \frac{Rl \sin \theta}{L} (\dot{\theta}_l - \