空間超冗余度機器人機構(gòu)設(shè)計及運動規(guī)劃研究.pdf

1、超冗余度機器人具有良好的環(huán)境適應性及相容性、容錯性和魯棒性，在宇宙探測、軍事偵察和搶險救災等復雜環(huán)境有光明的應用前景。本學位論文對空間超冗余度機器人的設(shè)計及空間運動軌跡規(guī)劃開展研究，具有重要科學意義和應用價值。完成的主要工作和取得的研究成果如下。 1、在總結(jié)多種超冗余度機器人關(guān)節(jié)構(gòu)型的優(yōu)缺點基礎(chǔ)上，提出了一種電機驅(qū)動的二自由度新型關(guān)節(jié)。該關(guān)節(jié)巧妙地將齒輪傳動引入到十字軸萬向關(guān)節(jié)中，有效克服傳統(tǒng)萬向關(guān)節(jié)存在的傳動速比不均勻、傳動精

2、度低等缺點，還具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、結(jié)構(gòu)解耦、剛性好、驅(qū)動力矩大、運動平穩(wěn)等優(yōu)點。應用該新型關(guān)節(jié)模塊設(shè)計了一種10自由度空間超冗余度機器人，該機器人具有良好的整體性能。 2、進行了空間超冗余度機器人的運動學研究。運用脊線模態(tài)法對空間超冗余度機器人進行了正運動學和逆運動學的建模和求解，并推導了脊線與原超冗余度機器人關(guān)節(jié)鏈擬合的方法。 3、進行了超冗余度機器人的空間運動規(guī)劃與仿真。以最小關(guān)節(jié)運動幅度為優(yōu)化目標，應用遺傳算