基于非完整約束的三關(guān)節(jié)機械手設(shè)計及實驗研究.pdf

1、非完整系統(tǒng)的運動約束不可積,因而具有可用較少的控制輸入確定比控制輸入維數(shù)多的位形空間內(nèi)的運動。當(dāng)前在非完整領(lǐng)域的研究主要集中在非完整力學(xué)和非完整系統(tǒng)的運動規(guī)劃上,并且都是針對已有的非完整系統(tǒng)。本論文通過研究新型的非完整機構(gòu)來構(gòu)建一種非完整三關(guān)節(jié)機械手,使其達到兩個伺服電機來控制三個關(guān)節(jié)角運動的目的。本文主要的研究內(nèi)容包括以下三部分:(1)通過圓盤和轉(zhuǎn)盤摩擦傳動機構(gòu),建立了非完整三關(guān)節(jié)機械手模型,得出了非完整機械手的運動學(xué)模型,并證明這種

2、新型的非完整系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換成單鏈系統(tǒng);采用時間多項式輸入控制方法對單鏈系統(tǒng)進行控制,給出了單鏈系統(tǒng)的運動規(guī)劃步驟,由此證明非完整機械手是可控的。(2)依據(jù)已有的非完整機械手模型設(shè)計和制造了三關(guān)節(jié)機械手;為了使得機械手能夠把運動傳遞下去,一方面給圓盤和轉(zhuǎn)盤材料選擇了摩擦系數(shù)較大的橡膠和木材;另一方面設(shè)計滑槽來調(diào)整圓盤和轉(zhuǎn)盤之間的預(yù)緊力,其次對機械手中的軸承選擇進行了說明。(3)為了驗證仿真結(jié)果,基于設(shè)計的非完整三關(guān)節(jié)機械手搭建非完整系統(tǒng)平臺