関節トルク動力学 戻る
Robotics · Dynamics

ロボット関節トルク・ニュートン-オイラー動力学計算機

2DOF平面ロボットアームの逆動力学計算。M(θ)θ̈+C(θ,θ̇)θ̇+G(θ)=τの各項を計算し、三次スプライン軌道に沿ったトルク変化をリアルタイムプロット。モータ選定補助付き。

パラメータ設定
プリセット
リンクパラメータ
L₁ [m]0.40 m
L₂ [m]0.35 m
m₁ [kg]3.0 kg
m₂ [kg]2.0 kg
現在姿勢
θ₁ [deg]30.0°
θ₂ [deg]-60.0°
軌道設定
移動時間 T [s]2.0 s
目標θ₁ [deg]90.0°
目標θ₂ [deg]-30.0°
τ₁静的 [N·m]
τ₂静的 [N·m]
ピークトルク [N·m]
中間点速度 [rad/s]
サイクルエネルギー [J]
推奨ギア比

運動方程式(2DOF)

ラグランジュ/ニュートン-オイラー:

$$\mathbf{M}(\boldsymbol{\theta})\ddot{\boldsymbol{\theta}} + \mathbf{C}(\boldsymbol{\theta},\dot{\boldsymbol{\theta}})\dot{\boldsymbol{\theta}} + \mathbf{G}(\boldsymbol{\theta}) = \boldsymbol{\tau}$$

慣性行列:$M_{11} = (m_1+m_2)L_1^2 + m_2 L_2^2 + 2m_2 L_1 L_2 c_2 + I_{z1}$

重力ベクトル:$G_1 = (m_1+m_2)g L_1 c_1 + m_2 g L_2 c_{12}$

三次スプライン:$\theta(t)=\theta_0+(\theta_f-\theta_0)\left[3(t/T)^2-2(t/T)^3\right]$

CAE連携: Adams・SimpackなどMBDソフトによるロボット動力学シミュレーションの初期概算 / モータ・減速機選定(ピークトルク・実効トルク) / 関節応力解析の荷重条件設定。

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