履帶式移動機械手系統(tǒng)建模及控制技術研究.pdf

1、機器人的誕生和發(fā)展是人類知識進步的重大成果。隨著科學研究的不斷深入,機器人技術不僅廣泛應用于農業(yè)、工業(yè),而且也在不斷向反恐、社會安全等領域拓展。
　　 機器人的廣泛應用是由于它能在很大程度上模仿人的手臂完成各種需要的操作,從而大大降低了勞動力的生產勞動強度和危險性。然而隨著對機器人工作空間要求的不斷提高,固定基座的機械臂已經不能完全滿足人們的需求,而移動機械手的產生有效的解決了這一問題。起初很多學者在研究移動機械手時常常將機械手

2、和移動小車分開來進行研究,使得合理性大大降低,因而保留移動機械手系統(tǒng)的整體性作為研究對象是一種發(fā)展趨勢。
　　 本文是在天津市應用基礎及前沿技術研究計劃——“移動機械手動力學建模及其非線性解耦控制研究”(10JCZDJC22900)項目的支持下,引入了一臺獵豹系列LeoBot—Edu—Sarm履帶式移動機械手作為研究對象,對其進行運動學、動力學及協(xié)調控制等相關問題進行了系統(tǒng)的研究。
　　 在運動學分析上,根據(jù)移動機械手的

3、結構特征對機械手的正、逆運動學進行了分析,建立移動平臺的運動學模型,最后通過簡化條件建立了整個系統(tǒng)運動學模型。
　　 在動力學分析上,基于牛頓-歐拉遞歸方程法建立了機械手和移動平臺的動力學模型,最后通過分析移動機械手的動力學特性,建立統(tǒng)一動力學模型。
　　 在協(xié)調控制方面,通過設定移動機械手的操作方式采用分別控制的思想,首先對移動平臺的動力學模型采用反演控制算法進行軌跡跟蹤控制,然后對機械手的動力學建模利用滑膜變結構控制