Формулировка Ньютона-Эйлера — фундаментальный метод, используемый в робототехнике для анализа движения роботизированных звеньев и суставов. Она сочетает законы движения Ньютона с уравнениями Эйлера для вычисления сил и крутящих моментов, действующих на каждую часть робота. Это пошаговое руководство дает обзор применения этой формулировки для эффективного анализа движения робота.

Понимание формулы Ньютона-Эйлера

Метод Ньютона-Эйлера включает в себя два основных процесса: переднюю рекурсию для определения скоростей и ускорений и обратную рекурсию для вычисления сил и крутящих моментов.Особенно полезен для серийных манипуляторов с множественными звеньями.

Шаг 1: Определите параметры робота

Определить параметры связи робота, включая длины, массы, центры масс и моменты инерции, установить координатные рамки для каждой связи и определить совместные переменные, такие как углы и скорости.

Шаг 2: Вперед Рекурсия

Рассчитать угловые скорости и ускорения каждого звена, начиная от основания до конечного эффекта.Определить линейные скорости и ускорения центров массы с помощью рекурсивных уравнений.

Шаг 3: обратная рекурсия

Вычислите силы и крутящие моменты, действующие на каждое звено, начиная от конечного эффекта обратно к основанию.Используй второй закон Ньютона для линейного движения и уравнения Эйлера для вращательного движения.

Шаг 4: Рассчитайте совместные крутящие моменты и силы

Определить требуемые совместные крутящие моменты и силы для получения желаемого движения.Они получены из рекурсивных вычислений и учитывают гравитацию, инерцию и внешние силы.

  • Определить параметры ссылок
  • Выполняем форвардную рекурсию
  • Выполняем обратную рекурсию
  • Вычислить совместные крутящие моменты и силы