輕型六自由度生物采樣操作臂結構設計理論、方法與應用.pdf

1、本文以高致病性生物污染區(qū)采樣和檢測實際需求為背景，研究輕型六自由度操作臂參數化建模與設計的理論與方法，并將成果用于一臺新型6R生物采樣操作臂的開發(fā)。全文取得了如下創(chuàng)造性成果：
　　(1)以速度雅可比行列式中影響奇異位形的結構參數個數最少和階次最低為評價指標，提出一種具有正交關節(jié)軸的6R操作臂拓撲構型優(yōu)選方法，并以此為依據，從6種候選構型中選擇出最優(yōu)構型。
　　(2)以旋量理論和李代數為工具，建立了與初始位形聯系的操作臂位置正

2、逆解、速度與加速度模型，并提出一種操作臂末端位姿軌跡規(guī)劃方法，具有簡單、易于編程的計算格式。
　　(3)在掌握操作臂工作空間組成原理基礎上，揭示出可達工作空間隨關節(jié)轉角和尺度參數的變化規(guī)律，并據此提出了一種基于可操作性指標的尺度綜合方法。該方法以無量綱速度雅可比條件數為性能評價指標，可綜合出確保操作臂全域運動學性能最優(yōu)的尺度參數。
　　(4)應用拉格朗日方程建立了6R操作臂的剛體動力學模型，揭示出關節(jié)驅動力矩隨運動構件慣性、