考慮關節(jié)非線性的機械臂抓取動力學建模與分析.pdf

1、隨著航天事業(yè)的飛速發(fā)展，空間機械臂越來越多的應用于輔助或代替宇航員完成空間任務，這在經(jīng)濟性和安全性方面都具有重要的意義。空間機械臂是典型的剛-柔混合系統(tǒng)，由于機械臂的剛柔耦合特性，以及柔性關節(jié)引起的結構非線性特性，使得空間機械臂在軌操作面臨諸多難題。本文在詳細調研國內外相關領域研究的基礎上，針對考慮關節(jié)非線性的柔性機械臂抓取動力學等問題進行了詳細的研究，主要包括以下內容：
　　首先，以三連桿柔性機械臂為對象，考慮了桿的橫向彎曲變形

2、、縱向拉伸變形及由于橫向變形引起的軸向收縮的二階耦合量等因素，同時引入轉子扭簧模型考慮了關節(jié)非線性因素的影響，應用第二類Lagrange方程和假設模態(tài)法建立了考慮桿件柔性和關節(jié)柔性的機械臂動力學模型。
　　其次，基于建立的考慮桿件柔性和關節(jié)柔性的機械臂動力學模型，對機械臂的抓取動力學進行分析。通過引入動態(tài)抓取域的概念，來描述機械臂的整個抓取過程；基于Hertz理論來描述抓取過程中的接觸碰撞特性，并針對機械臂抓取捕獲目標過程，分析了