移動(dòng)機(jī)械臂設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定的研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)械臂是指安裝于移動(dòng)平臺(tái)上的機(jī)械臂,是近年來(lái)機(jī)械臂研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,當(dāng)移動(dòng)平臺(tái)到達(dá)指定地點(diǎn)后,移動(dòng)機(jī)械臂就可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)任務(wù)的操作。本文來(lái)源于國(guó)防科工局“十二五”計(jì)劃基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“移動(dòng)機(jī)器人用模塊化機(jī)械臂的研究”,完成了移動(dòng)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),研究了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定問(wèn)題,標(biāo)定后可以為機(jī)械臂提供準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
　　首先,本文根據(jù)用戶(hù)提出的設(shè)計(jì)指標(biāo),結(jié)合移動(dòng)機(jī)械臂使用過(guò)程中可能遇到的組件更換問(wèn)題和環(huán)境條件惡劣問(wèn)題,完成了移

2、動(dòng)機(jī)械臂的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中包括對(duì)機(jī)械臂構(gòu)型的分析確定;基于局部模塊化思想的多傳感器關(guān)節(jié)設(shè)計(jì);臂桿連接件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。并簡(jiǎn)要介紹了移動(dòng)機(jī)械臂的電氣系統(tǒng)和控制方式。所設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)械臂整體重量約為11kg,具有5個(gè)自由度,關(guān)節(jié)采用旋轉(zhuǎn)-俯仰-俯仰-俯仰-旋轉(zhuǎn)的布局方式。電路驅(qū)動(dòng)控制板采用與關(guān)節(jié)固連的方式以方便關(guān)節(jié)或連接件的快速更換,采用中心孔走線(xiàn)并在關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)處特別加上了防水防塵用的旋轉(zhuǎn)格萊圈,使機(jī)械臂具有全天候工作能力,機(jī)械臂關(guān)節(jié)內(nèi)集成的

3、多種傳感器用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂閉環(huán)控制。
　　其次,在完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本文研究了移動(dòng)機(jī)械臂的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué),并針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)械臂構(gòu)型,選用 Hayati提出的改進(jìn) D-H參數(shù)法建立機(jī)械臂的平行相鄰關(guān)節(jié)間的轉(zhuǎn)換矩陣。推導(dǎo)出了針對(duì)本文構(gòu)型的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差模型。
　　然后,在機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定過(guò)程中,本文引入了可觀性指數(shù)作為標(biāo)定過(guò)程中測(cè)量位姿選取的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。分析了用于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定的改進(jìn) DETMAX算法中的