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操作臂是工业机器人的重要组成部件，在机械加工、精密装配、上下料、喷涂等作业中有着广泛应用。由于材料、结构因素的限制，传统的刚性操作臂通常较为笨重，且执行任务时需消耗较多能量。随着现代装备不断向轻型、高速和集成化方向发展，轻型操作臂得到越来越多的关注。与刚性机械臂相比，轻型操作臂具有轻质、操作灵活、能耗低等特点，同时易于实现结构的智能控制，因而在机器人领域具有极大的优势和应用前景。然而，由于轻型操作臂的结构特点，在执行操作任务，尤其在高速大范围工况时易激发弹性振动，严重影响系统的定位精度、动态性能和结构稳定性。本文针对操作臂轻型化过程存在的关键问题，对机器人轻型操作臂系统的动力学特性开展研究。考虑轻型操作臂柔性结构的特点，综合机器人本体、轻型操作臂和连接部子系统，建立机器人轻型操作臂多体系统耦合动力学模型，揭示系统刚柔耦合作用机理及其对系统动态特性的影响规律；基于电机动力学理论，建立系统的机电耦合动力学模型，探讨机器人系统运动律与轻型操作臂响应之间的关系，通过优化控制实现轻型操作臂弹性振动的有效抑制，为工业机器人操作臂的轻型化设计和集成控制提供有益指导。