关节力矩动力学 返回
Robotics · Dynamics

机器人关节力矩·牛顿-欧拉动力学计算器

2自由度平面机器人臂的逆动力学计算。实时分解M(θ)θ̈+C(θ,θ̇)θ̇+G(θ)=τ各项,绘制三次样条轨迹的力矩变化曲线,内置电机选型辅助。

参数设置
预设方案
连杆参数
L₁ [m]0.40 m
L₂ [m]0.35 m
m₁ [kg]3.0 kg
m₂ [kg]2.0 kg
当前姿态
θ₁ [deg]30.0°
θ₂ [deg]-60.0°
轨迹设置
运动时间 T [s]2.0 s
目标θ₁ [deg]90.0°
目标θ₂ [deg]-30.0°
τ₁静态 [N·m]
τ₂静态 [N·m]
峰值力矩 [N·m]
中间点速度 [rad/s]
循环能量 [J]
建议齿轮比

运动方程(2自由度)

拉格朗日/牛顿-欧拉:

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

惯性矩阵:$M_{11} = (m_1+m_2)L_1^2 + m_2 L_2^2 + 2m_2 L_1 L_2 c_2 + I_{z1}$

重力向量:$G_1 = (m_1+m_2)g L_1 c_1 + m_2 g L_2 c_{12}$

三次样条:$\theta(t)=\theta_0+(\theta_f-\theta_0)\left[3(t/T)^2-2(t/T)^3\right]$

CAE集成: 用于Adams、Simpack等多体动力学软件的初始概算 · 电机与减速器选型(峰值力矩、有效力矩)· 关节应力分析的载荷条件设定。