隨著航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界各國(guó)對(duì)外太空的研究也在不斷深入。目前空間中存在很多失效的航天器以及一些具有研究?jī)r(jià)值的小行星和隕石,對(duì)于這些非合作目標(biāo),需要對(duì)其進(jìn)行在軌操作,比如捕獲后回收或者拖入墳?zāi)管壍�。因�?如何捕獲太空中的非合作目標(biāo)是空間機(jī)器人領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)。在抓捕機(jī)械手對(duì)空間非合作目標(biāo)進(jìn)行抓捕的過程中,既要保證機(jī)械手能夠抓牢目標(biāo),又要避免機(jī)械手的損壞,需要考慮剛度大、可靠性高的桁架式機(jī)構(gòu),并且機(jī)械手的抓捕控制算法也是一項(xiàng)非常重要的研究?jī)?nèi)容。本文設(shè)計(jì)了一種桁架式機(jī)械手,考慮其系統(tǒng)復(fù)雜性,并針對(duì)空間非合作目標(biāo)抓捕任務(wù),設(shè)計(jì)了桁架式機(jī)械手的控制算法,并對(duì)一些智能控制算法展開了深入研究,具體如下:針對(duì)空間非合作目標(biāo)抓捕任務(wù),并參考平面2R機(jī)構(gòu)和平行四邊形機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種桁架式機(jī)械手。考慮其動(dòng)力學(xué)模型的復(fù)雜性,并為了實(shí)現(xiàn)其在抓捕過程中的安全控制,結(jié)合傳統(tǒng)工業(yè)中廣泛應(yīng)用的PID控制和現(xiàn)代控制理論中的滑�？刂�,設(shè)計(jì)了類滑模控制算法,該控制算法能夠保證機(jī)械手在自由運(yùn)動(dòng)期間具有精確和快速的跟蹤能力,同時(shí)在機(jī)械手執(zhí)行器力飽和后能產(chǎn)生慢速的過阻尼恢復(fù)運(yùn)動(dòng)。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了位置型的阻抗控制算法...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1針對(duì)空間非合作目標(biāo)的任務(wù)

大尺度可變構(gòu)型智能結(jié)構(gòu)體創(chuàng)新設(shè)計(jì)與在軌操控方法研究(項(xiàng)目編號(hào)U1613201)。1.1.2課題研究的背景意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)航天領(lǐng)域的探索逐年深入。一方面，發(fā)射升空進(jìn)入太空軌道運(yùn)行的航天器越來越多，很多航天器由于燃料問題、機(jī)械故障和電磁干擾問題等原因，已經(jīng)失效，....

圖1-2空間機(jī)械臂

如國(guó)際空間站上的加拿大臂如圖1-2a)所示，以及日本的ETSVII機(jī)械臂，如圖1-2b)所示。這些空間機(jī)械臂主要用來完成輔助對(duì)接，合作目標(biāo)捕獲，以及輔助航天員出艙活動(dòng)等任務(wù)。而在對(duì)空間非合作目標(biāo)抓捕時(shí)，非合作目標(biāo)的質(zhì)量參數(shù)未知，其慣性力很大，傳統(tǒng)的串聯(lián)空間機(jī)械臂并不能很好的....

圖2-1桁架式機(jī)械手抓捕情況

而且其驅(qū)動(dòng)方案要簡(jiǎn)單，保證能夠?qū)崿F(xiàn)抓捕過程的快速性和穩(wěn)定性。2.2.2桁架式機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)在抓捕機(jī)構(gòu)中采用桁架式機(jī)構(gòu)可以提高整體機(jī)構(gòu)的剛度，保證了抓捕機(jī)構(gòu)本體在抓捕過程中可以受到較大的沖擊，而且桁架式機(jī)構(gòu)的邊界均為剛性桿，桿件上任何位置均可以和抓捕目標(biāo)接觸，使得抓捕機(jī)構(gòu)擁有較大的抓....

圖2-2桁架式機(jī)械手抓捕過程示意圖

a)抓捕前b)抓捕過程中c)完成抓捕圖2-2桁架式機(jī)械手抓捕過程示意圖單個(gè)桁架式機(jī)械手的具體結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，由支撐底座、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分桁架式機(jī)械手機(jī)構(gòu)以及抓捕面力傳感器組成。在設(shè)計(jì)中，基于平面2R機(jī)構(gòu)的想，利用了平行四邊形機(jī)構(gòu)，并且讓整體結(jié)構(gòu)相對(duì)于中心軸線對(duì)稱布....

本文編號(hào)：3932092