模塊化機(jī)械臂設(shè)計(jì)及其路徑規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著人類太空任務(wù)需求的不斷增加，將會有愈來愈多的空間在軌任務(wù)需要被完成。作為目前為止唯一的空間任務(wù)執(zhí)行終端，機(jī)械臂在空間的各種任務(wù)中發(fā)揮著重要的作用，并且可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來，機(jī)械臂的應(yīng)用將會更加廣泛。本文設(shè)計(jì)研制了一種模塊化機(jī)械臂，并以之為平臺進(jìn)行了機(jī)械臂系統(tǒng)的測試和路徑規(guī)劃方法的研究。
　　本文根據(jù)研制要求，制定了模塊化機(jī)械臂的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方案，然后研制了模塊化關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)具有高減速比、大力矩輸出等特點(diǎn)；根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，對模塊

2、化關(guān)節(jié)內(nèi)部的關(guān)鍵部件進(jìn)行了合理選型。進(jìn)行了關(guān)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)械臂連桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并利用有限元軟件對重要的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。
　　研究了空間機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)，并結(jié)合研制的機(jī)械臂，利用運(yùn)動學(xué)和攝動法原理分析了模塊化機(jī)械臂關(guān)節(jié)誤差和模塊化機(jī)械臂末端之間的關(guān)系。以運(yùn)動學(xué)為基礎(chǔ)，研究了兩種路徑規(guī)劃方法：經(jīng)典的利用廣義雅克比矩陣逆解的方法和基于多智能體系統(tǒng)的機(jī)械臂路徑規(guī)劃方法，并進(jìn)行了比較，逆解廣義雅克比矩陣的方法存在奇異問題，并