可伸縮空間機(jī)械臂及其控制方法的研究.pdf

1、該文對(duì)可伸縮空間機(jī)械臂結(jié)構(gòu)展開(kāi)了研究工作，并且對(duì)可伸縮機(jī)械臂的展開(kāi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了建模和仿真工作，研制了鎖緊機(jī)構(gòu)樣機(jī)并對(duì)其進(jìn)行研究分析。
　　首先，該文分析了可伸縮空間機(jī)械臂在不同構(gòu)型下的工作空間以及不同構(gòu)型下的末端負(fù)載能力。根據(jù)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，考慮空間機(jī)械臂的工作環(huán)境，完成了空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)。對(duì)關(guān)節(jié)性能指標(biāo)進(jìn)行了分解。并且根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇了關(guān)節(jié)的重要組件，并且設(shè)計(jì)了應(yīng)急驅(qū)動(dòng)組件以及機(jī)械限位裝置。
　　通過(guò)對(duì)比大量的可

2、伸縮機(jī)械臂桿的伸長(zhǎng)方案，確定了該文通過(guò)關(guān)節(jié)帶動(dòng)可伸縮臂桿伸縮的方案。根據(jù)伸縮方案確定了可伸縮機(jī)械臂桿的整體設(shè)計(jì)方案，并且設(shè)計(jì)了可伸縮機(jī)械臂的內(nèi)外臂桿。通過(guò)Adams對(duì)鎖緊運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真分析，并根據(jù)仿真分析的結(jié)果計(jì)算并選擇了鎖緊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件?？紤]到可伸縮機(jī)械臂伸縮時(shí)臂桿長(zhǎng)度的變化，可伸縮機(jī)械臂內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度也需要根據(jù)機(jī)械臂桿的變化而變化，為此該文設(shè)計(jì)了導(dǎo)線(xiàn)收放裝置，收放線(xiàn)裝置安裝在可伸縮機(jī)械臂桿內(nèi)部。該文設(shè)計(jì)的導(dǎo)線(xiàn)收放裝置導(dǎo)線(xiàn)采用被動(dòng)伸縮

3、的原理，利用渦卷彈簧帶動(dòng)盤(pán)型卷線(xiàn)器轉(zhuǎn)動(dòng)而使導(dǎo)線(xiàn)收放。
　　根據(jù)前文設(shè)計(jì)的可伸縮機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)可伸縮機(jī)械臂展開(kāi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，并且利用改進(jìn)的三次樣條規(guī)劃出滿(mǎn)足可伸縮機(jī)械臂展開(kāi)運(yùn)動(dòng)在關(guān)節(jié)空間的軌跡，并選取一條滿(mǎn)足關(guān)節(jié)性能參數(shù)的軌跡規(guī)劃路線(xiàn)。由于可伸縮機(jī)械臂展開(kāi)運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方式與傳統(tǒng)機(jī)械臂的不同，該文設(shè)計(jì)了主動(dòng)關(guān)節(jié)采用PD控制，從動(dòng)關(guān)節(jié)采用柔順控制的控制策略。并且通過(guò)Adams/Simulink聯(lián)合仿真驗(yàn)證了控制策略的有效性。<