隨著科學(xué)技術(shù)與航天需求的不斷發(fā)展,對航天器自主任務(wù)操作與維護(hù)的要求不斷增加。將航天智能機(jī)器人與航天器結(jié)合,可替代航天員完成航天器內(nèi)的空間搭建、在軌裝配、目標(biāo)檢測與污染物處理等,大大減少了航天員在軌工作任務(wù)與安全隱患,并已成為航天技術(shù)的重要發(fā)展方向。航天機(jī)器人也逐漸成為在軌服務(wù)的核心設(shè)備。本文以實(shí)際的航天器狹小空間作業(yè)需求為導(dǎo)向,以象鼻作為仿生對象,設(shè)計(jì)并制造出應(yīng)用于航天狹小空間作業(yè)的仿生柔性機(jī)械臂。根據(jù)象鼻內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出一種具有“兩轉(zhuǎn)一移”功能的柔性關(guān)節(jié)。根據(jù)所提出柔性關(guān)節(jié)的抽象功能,設(shè)計(jì)出一種具有三自由度的UCR并聯(lián)構(gòu)型關(guān)節(jié),分析支鏈的特性,得出柔性關(guān)節(jié)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)規(guī)律與約束條件。并根據(jù)柔性關(guān)節(jié)的構(gòu)型方案設(shè)計(jì)研制出兩種原理樣機(jī),比較并選擇構(gòu)型方案。基于所選的構(gòu)型方案,建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,基于驅(qū)動(dòng)方程與約束方程分析柔性關(guān)節(jié)姿態(tài)的描述方法,建立速度方程,得出柔性關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)空間速度與有效控制空間速度之間的映射關(guān)系。利用Catia完成零件的建模與裝配,建立DMU可視化運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)直觀反應(yīng)仿生柔性機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)特性。利用Abaqus軟件對柔性關(guān)節(jié)進(jìn)行有限元分析,得出柔性關(guān)節(jié)承受不同類型的載荷臨界... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MSS靈活操作臂針對航天應(yīng)用背景的在軌服務(wù)機(jī)器人一般分為多足爬行機(jī)器人[14-16]

圖 1.1 MSS 靈活操作臂航天應(yīng)用背景的在軌服務(wù)機(jī)器人一般分為多足爬行機(jī)器人[14-16]（圖 1.3）作機(jī)械臂[17-22]。對于空間站的常規(guī)操作任務(wù)，如表面擦拭、目標(biāo)檢測與抓間操作機(jī)械臂完成任務(wù)。目前許多國家在軌道艙內(nèi)設(shè)置很多接口，空間操接口間實(shí)行切換[23-25]，完成各類操作任務(wù)[26]。

圖 1. 3 斯坦福仿壁虎爬行機(jī)器人（注：(a)Stickybot；(b) StickybotIII）基于航天環(huán)境下的微重力條件與諸多狹小空間環(huán)境（航天員無法進(jìn)入），設(shè)計(jì)一種面相航天任務(wù)的仿生柔性機(jī)械臂，將此機(jī)械臂搭載在移動(dòng)機(jī)器人（移動(dòng)平臺(tái)）上，用于在太空狹小環(huán)境下避障、目標(biāo)抓取與污染物擦拭。圖 1. 4 加州大學(xué)伯克利分校 CLASH

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改變世界的智能機(jī)器——智能機(jī)器人發(fā)展思考[J]. 王田苗,陳殿生,陶永,李劍.  科技導(dǎo)報(bào). 2015(21)
[2]國內(nèi)外空間機(jī)器人技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張文輝,葉曉平,季曉明,吳夏來,朱銀法,王超.  飛行力學(xué). 2013(03)
[3]空間站機(jī)械臂研究[J]. 張凱鋒,周暉,溫慶平,桑瑞鵬.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[4]基于約束螺旋理論的機(jī)構(gòu)自由度分析的普遍方法[J]. 黃真,劉婧芳,曾達(dá)幸.  中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(01)
[5]空間機(jī)械臂技術(shù)及發(fā)展建議[J]. 于登云,孫京,馬興瑞.  航天器工程. 2007(04)
[6]仿生學(xué)的現(xiàn)狀和未來[J]. 孫久榮,戴振東.  生物物理學(xué)報(bào). 2007(02)
[7]仿生機(jī)器人的研究進(jìn)展[J]. 吉愛紅,戴振東,周來水.  機(jī)器人. 2005(03)
[8]中國深空探測器技術(shù)的發(fā)展與展望[J]. 張熇,殷禮明,褚桂柏.  國際太空. 2003(02)
[9]空間運(yùn)動(dòng)構(gòu)件姿態(tài)的歐拉角表示[J]. 黃 真,李艷文,高 峰.  燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(03)
[10]EMR系統(tǒng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和工作空間的分析[J]. 黃獻(xiàn)龍,梁斌,陳建新,吳宏鑫.  控制工程. 2000(03)



本文編號(hào)：2999377