艙內(nèi)仿生攀爬移動機器人設(shè)計及誤差分析.pdf

1、隨著空間技術(shù)的不斷發(fā)展，人類探索太空的活動得到了進一步延伸，完成了從大氣層到外層空間，從月球到火星的逐步拓展。航天技術(shù)經(jīng)歷了從發(fā)射衛(wèi)星到建立空間站的一系列發(fā)展，但惡劣的太空環(huán)境威脅著宇航員對于宇宙太空的進一步探索。在微重力、高真空、強輻射、大溫差這樣危險的環(huán)境中，采用空間機器人的發(fā)展是空間大國的一致目標(biāo)。本文是以空間艙內(nèi)的實驗機柜為研究背景，設(shè)計一款應(yīng)用于實驗機柜的攀爬機器人樣機，具備移動和操作按鈕功能。機器人能用于實驗機柜的安全檢測、

2、操作按鈕，將來能夠代替宇航員在空間實驗的一些簡單操作工作，在減少宇航員的工作量方面具有重要意義。本論文設(shè)計開發(fā)了一種艙內(nèi)仿生攀爬移動機器人，圍繞機器人的設(shè)計、運動學(xué)建模、攀爬步態(tài)分析以及機器人的運動誤差進行研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用仿生和模塊化的設(shè)計思想，設(shè)計了結(jié)構(gòu)對稱的五自由度攀爬移動機器人的構(gòu)型，完成了機器人機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)建，最后對設(shè)計的關(guān)鍵零部件進行了有限元靜強度分析，保證了所設(shè)計零件的強度和剛性。
　

3、　(2)建立機器人的運動學(xué)模型，得到機器人的正解、逆解，并對機器人正運動學(xué)、逆運動學(xué)進行驗證，為以后機器人的控制奠定基礎(chǔ)。除此之外，在ADMAS軟件中對攀爬機器人的三種基本步態(tài)動力學(xué)仿真，并設(shè)置從水平面到垂直面6組不同的攀爬角度，分析每組扭矩最大的關(guān)節(jié)和系統(tǒng)總耗能，以此為依據(jù)提出機器人應(yīng)用于不同傾斜角攀爬時，合理安排攀爬步態(tài)。
　　(3)從靜態(tài)誤差和關(guān)節(jié)柔性誤差展開對攀爬機器人進行分析，建立機器人誤差數(shù)學(xué)模型，分析誤差在機器人末端