基于非完整約束的三關(guān)節(jié)機(jī)械手設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、非完整系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)規(guī)劃上,并且都是針對(duì)已有的非完整系統(tǒng)。本論文通過(guò)研究新型的非完整機(jī)構(gòu)來(lái)構(gòu)建一種非完整三關(guān)節(jié)機(jī)械手,使其達(dá)到兩個(gè)伺服電機(jī)來(lái)控制三個(gè)關(guān)節(jié)角運(yùn)動(dòng)的目的。本文主要的研究?jī)?nèi)容包括以下三部分:(1)通過(guò)圓盤和轉(zhuǎn)盤摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu),建立了非完整三關(guān)節(jié)機(jī)械手模型,得出了非完整機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)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(shí)間多項(xiàng)式輸入控制方法對(duì)單鏈系統(tǒng)進(jìn)行控制,給出了單鏈系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃步驟,由此證明非完整機(jī)械手是可控的。(2)依據(jù)已有的非完整機(jī)械手模型設(shè)計(jì)和制造了三關(guān)節(jié)機(jī)械手;為了使得機(jī)械手能夠把運(yùn)動(dòng)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(jì)滑槽來(lái)調(diào)整圓盤和轉(zhuǎn)盤之間的預(yù)緊力,其次對(duì)機(jī)械手中的軸承選擇進(jìn)行了說(shuō)明。(3)為了驗(yàn)證仿真結(jié)果,基于設(shè)計(jì)的非完整三關(guān)節(jié)機(jī)械手搭建非完整系統(tǒng)平臺(tái)