艙內(nèi)仿生攀爬移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)及誤差分析.pdf

1、隨著空間技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)探索太空的活動(dòng)得到了進(jìn)一步延伸，完成了從大氣層到外層空間，從月球到火星的逐步拓展。航天技術(shù)經(jīng)歷了從發(fā)射衛(wèi)星到建立空間站的一系列發(fā)展，但惡劣的太空環(huán)境威脅著宇航員對(duì)于宇宙太空的進(jìn)一步探索。在微重力、高真空、強(qiáng)輻射、大溫差這樣危險(xiǎn)的環(huán)境中，采用空間機(jī)器人的發(fā)展是空間大國(guó)的一致目標(biāo)。本文是以空間艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)機(jī)柜為研究背景，設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)機(jī)柜的攀爬機(jī)器人樣機(jī)，具備移動(dòng)和操作按鈕功能。機(jī)器人能用于實(shí)驗(yàn)機(jī)柜的安全檢測(cè)、

2、操作按鈕，將來(lái)能夠代替宇航員在空間實(shí)驗(yàn)的一些簡(jiǎn)單操作工作，在減少宇航員的工作量方面具有重要意義。本論文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種艙內(nèi)仿生攀爬移動(dòng)機(jī)器人，圍繞機(jī)器人的設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、攀爬步態(tài)分析以及機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用仿生和模塊化的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的五自由度攀爬移動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)型，完成了機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)建，最后對(duì)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了有限元靜強(qiáng)度分析，保證了所設(shè)計(jì)零件的強(qiáng)度和剛性。
　

3、　(2)建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到機(jī)器人的正解、逆解，并對(duì)機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證，為以后機(jī)器人的控制奠定基礎(chǔ)。除此之外，在ADMAS軟件中對(duì)攀爬機(jī)器人的三種基本步態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真，并設(shè)置從水平面到垂直面6組不同的攀爬角度，分析每組扭矩最大的關(guān)節(jié)和系統(tǒng)總耗能，以此為依據(jù)提出機(jī)器人應(yīng)用于不同傾斜角攀爬時(shí)，合理安排攀爬步態(tài)。
　　(3)從靜態(tài)誤差和關(guān)節(jié)柔性誤差展開(kāi)對(duì)攀爬機(jī)器人進(jìn)行分析，建立機(jī)器人誤差數(shù)學(xué)模型，分析誤差在機(jī)器人末端