輕型六自由度生物采樣操作臂結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、方法與應用.pdf

1、本文以高致病性生物污染區(qū)采樣和檢測實際需求為背景，研究輕型六自由度操作臂參數(shù)化建模與設(shè)計的理論與方法，并將成果用于一臺新型6R生物采樣操作臂的開發(fā)。全文取得了如下創(chuàng)造性成果：
　　(1)以速度雅可比行列式中影響奇異位形的結(jié)構(gòu)參數(shù)個數(shù)最少和階次最低為評價指標，提出一種具有正交關(guān)節(jié)軸的6R操作臂拓撲構(gòu)型優(yōu)選方法，并以此為依據(jù)，從6種候選構(gòu)型中選擇出最優(yōu)構(gòu)型。
　　(2)以旋量理論和李代數(shù)為工具，建立了與初始位形聯(lián)系的操作臂位置正

2、逆解、速度與加速度模型，并提出一種操作臂末端位姿軌跡規(guī)劃方法，具有簡單、易于編程的計算格式。
　　(3)在掌握操作臂工作空間組成原理基礎(chǔ)上，揭示出可達工作空間隨關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和尺度參數(shù)的變化規(guī)律，并據(jù)此提出了一種基于可操作性指標的尺度綜合方法。該方法以無量綱速度雅可比條件數(shù)為性能評價指標，可綜合出確保操作臂全域運動學性能最優(yōu)的尺度參數(shù)。
　　(4)應用拉格朗日方程建立了6R操作臂的剛體動力學模型，揭示出關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩隨運動構(gòu)件慣性、