隨著航空航天技術的迅猛發(fā)展,機械臂在空間任務中得到了越來越多的應用。本文圍繞空間七自由度機械臂在狹小空間中操作目標靶板完成裝配任務展開,主要研究了機械臂正逆運動學和逆動力學、冗余機械臂運動控制和運動學優(yōu)化、力控制和靶板裝配策略。為了解決七自由度機械臂的自運動現(xiàn)象,本文采用“臂角”參數(shù)化冗余度,求得了七自由度機械臂位置層面的全部逆解。針對臂角奇異問題,本文改進了“臂角”參考平面定義方法,在未產生臂角奇異時使用固定向量定義參考平面,在臂角奇異時采用第3號關節(jié)為零的臂平面定義參考平面,仿真結果表明即使在臂角奇異時也能求得七自由度機械臂位置層面的全部逆解。針對多自由度機械臂動力學方程計算量大的問題,本文借助Space Notation工具,研究了七自由度機械臂動力學方程的Newton-Euler遞推算法,并將其表示成了機械臂慣性參數(shù)的線性方程。基于此線性方程,本文改進了自適應控制中的慣性參數(shù)更新率,該方法能夠使慣性參數(shù)更新率直接從正運動學中計算得到,減少了計算量。使用ADAMS和Simulink聯(lián)合仿真平臺進行仿真實驗,ADAMS輸出的關節(jié)力矩與逆動力學模型計算的關節(jié)力矩完全一致,驗證了動力學... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

空間機器人系統(tǒng)組成

七自由度機械臂的自運動流形Hollerbach[9]

七自由度機械臂避障運動優(yōu)化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于阻抗控制的機器人砂帶打磨的建模與仿真[J]. 徐建明,王于瑋,董建偉,禹鑫燚,俞立.  浙江工業(yè)大學學報. 2018(02)
[2]基于多種群遺傳算法的一般機器人逆運動學求解[J]. 林陽,趙歡,丁漢.  機械工程學報. 2017(03)
[3]基于六維力傳感器的工業(yè)機器人末端負載受力感知研究[J]. 張立建,胡瑞欽,易旺民.  自動化學報. 2017(03)
[4]空間在軌服務技術及發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 王曉海.  衛(wèi)星與網絡. 2016(03)
[5]偏置式冗余空間機械臂逆運動學求解的參數(shù)化方法[J]. 徐文福,張金濤,閆磊,王志英.  宇航學報. 2015(01)
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[7]基于多目標遺傳算法的冗余機械手逆解算法[J]. 申曉寧,李勝,郭毓,陳慶偉,胡維禮.  系統(tǒng)仿真學報. 2008(02)
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博士論文
[1]基于阻抗控制的多足步行機器人腿部柔順控制研究[D]. 朱雅光.浙江大學 2014
[2]機器人與環(huán)境間力/位置控制技術研究與應用[D]. 李正義.華中科技大學 2011



本文編號：3417184