救援機器人操作臂的運動學、動力學及仿真研究.pdf

1、救援機器人是目前國際上的研究熱點之一，可應用于災難、解爆等場合，在制造業(yè)、服務業(yè)、醫(yī)療業(yè)等行業(yè)也具有廣泛的應用前景。由于移動平臺的作用，救援機器人操作臂系統(tǒng)比固定的機械臂具有更大的工作空間和更高的靈活性，可以實現(xiàn)在平面內(nèi)任意位置的移動，并能夠以一定姿態(tài)到達預定位置，操作臂可對進入其工作空間的目標物進行抓取。本文結合學校立項的“RoboCup實物救援機器人”項目和自行研制的救援機器人移動平臺，對安裝其上的操作臂進行了設計，并對其進行了運動

2、學、動力學研究和仿真分析。
　　 論文簡要介紹了自行研制的救援機器人移動平臺，基于其功能要求，對操作臂機械系統(tǒng)進行了總體設計，包括：操作臂各關節(jié)及末端夾持器結構設計；傳動系統(tǒng)設計；各關節(jié)電機及減速器的選擇計算；關鍵零部件結構設計等等。
　　 對操作臂進行了運動學分析，使用D-H法建立了操作臂的位姿正解方程，并采用逆變換法建立了操作臂的位姿逆解方程，結合具體實例對逆解進行了分析。使用微分變換法求得雅可比矩陣并進行奇異位形分

3、析。使用圖解法求出了操作臂相對于移動平臺的可達工作空間。
　　 使用拉格朗日法對操作臂進行了動力學分析，建立了操作臂的動力學模型。使用ADAMS軟件進行了操作臂的動力學仿真分析。結合具體救援作業(yè)實例，獲得了各關節(jié)電機角加速度、角速度、角位移的變化規(guī)律，以及驅(qū)動力矩的變化規(guī)律。
　　 建立了移動平臺的平面運動學模型。面向具體的救援任務，使移動平臺與操作臂協(xié)作運動，規(guī)劃移動平臺和操作臂的運動路徑，獲得了移動平臺驅(qū)動輪電機的運