空間6R機(jī)器人系統(tǒng)容錯(cuò)規(guī)劃與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、空間機(jī)器人包括自由飛行空間機(jī)器人、附著式服務(wù)機(jī)器人、艙內(nèi)機(jī)器人與行星探測(cè)機(jī)器人。本文以空間6R機(jī)器人為研究對(duì)象，將前三種空間機(jī)器人劃分為自由飛行空間機(jī)器人與類固定基座空間機(jī)器人，分別進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、容錯(cuò)規(guī)劃及算法實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的研究。 對(duì)空間6R機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題進(jìn)行了研究。首先對(duì)自由飛行6R機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析。然后對(duì)艙外攝像6R機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，得出該機(jī)器人8組解析解，并按任務(wù)要求提出了軌跡規(guī)劃算法

2、。 介紹了空間機(jī)器人的故障模式及空間機(jī)器人的容錯(cuò)技術(shù)，提出一種直觀的空間6R機(jī)器人容錯(cuò)規(guī)劃算法，以提高空間6R機(jī)器人在發(fā)生一個(gè)關(guān)節(jié)故障情況下完成規(guī)劃任務(wù)的可靠性。 對(duì)虛擬樣機(jī)建模技術(shù)進(jìn)行了研究，建立了空間6R機(jī)器人的虛擬樣機(jī)模型。在此虛擬樣機(jī)模型上，進(jìn)行空間6R機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)空間飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。完成了完整的空間機(jī)器人從折疊狀態(tài)到捕獲微目標(biāo)器的仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)捕獲操作對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響進(jìn)行

3、了分析。 利用OpenGL在Visual C++環(huán)境下建立艙外攝像6R機(jī)器人虛擬現(xiàn)實(shí)模型，并進(jìn)行路徑規(guī)劃算法仿真驗(yàn)證；以一個(gè)9自由度模塊化機(jī)器人重構(gòu)出空間艙內(nèi)6R機(jī)器人，對(duì)容錯(cuò)規(guī)劃算法進(jìn)行了地面驗(yàn)證試驗(yàn)。 研究空間機(jī)器人碰撞檢測(cè)技術(shù)并提出一個(gè)基于空間幾何的強(qiáng)實(shí)時(shí)性碰撞檢測(cè)算法，該算法在艙外攝像機(jī)器人虛擬現(xiàn)實(shí)模型上得到驗(yàn)證。 以空間6R機(jī)器人系統(tǒng)為研究對(duì)象展開容錯(cuò)規(guī)劃技術(shù)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，將豐富我國(guó)在空間機(jī)器人技術(shù)研