新型球型腕摩擦力補償柔順模式研究.pdf

1、軍事、航天、核工業(yè)等領(lǐng)域已成為發(fā)達國家競相發(fā)展的戰(zhàn)略目標，其外部作業(yè)環(huán)境具有危險性大、復(fù)雜多變、非結(jié)構(gòu)化、作業(yè)空間狹小等特征，迫切需要研發(fā)高性能機器人替代人類作業(yè)。腕部是機器人的關(guān)鍵部件，其性能直接影響機器人末端執(zhí)行器的定位精度、靈活性等作業(yè)性能。為提高空間機器人作業(yè)能力，突破腕部模塊的瓶頸問題，研制對外部環(huán)境具有柔順作業(yè)能力的高性能腕部已成當務(wù)之急。
　　本文提出一種由相對獨立運動鏈組成的解耦型三自由度高集成球型手腕機構(gòu)。簡述了

2、手腕結(jié)構(gòu)特點，采用雙萬向節(jié)和雙半球結(jié)構(gòu)來保證腕部關(guān)節(jié)的緊湊性與靈活性，分析了腕部關(guān)節(jié)的工作空間并運用傳遞矩陣及幾何分析方法建立了腕部運動學(xué)模型，推導(dǎo)得到腕部雅克比矩陣，利用雅克比矩陣分析工作空間內(nèi)的奇異位置。依據(jù)上述理論，設(shè)計并研制了高集成三自由度解耦球型腕部機構(gòu)，通過Solidworks運動仿真模塊仿真驗證建模準確性及定位有效性，搭建實驗平臺實驗驗證了該腕部機構(gòu)能平穩(wěn)、靈活的實現(xiàn)俯仰、側(cè)擺及滾轉(zhuǎn)三自由度運動。
　　本文以高集成解

3、耦三自由度球型手腕為被控研究對象，研究基于摩擦力補償?shù)慕怦钋蛐屯笕犴樐Ｊ娇刂圃?，探索基于系統(tǒng)摩擦力矩補償柔順控制的可行性。
　　提出實現(xiàn)摩擦力補償解耦球型腕柔順模式的一系列工作思路。對腕部模塊建立合適的摩擦模型并對模型進行處理以符合應(yīng)用要求，通過制定合適的實驗及仿真方案，基于遺傳算法參數(shù)辨識方法辨識系統(tǒng)摩擦參數(shù)，腕部末端安裝力傳感器，建立腕部模塊柔順控制模式下考慮末端接觸力及阻力影響的電機力矩模型，編寫遺傳算法辨識程序，建立Ma