空間桁架用雙臂手移動機器人運動學及控制仿真研究.pdf

1、移動機器人技術(shù)是當今機器人研究的熱點。隨著研究的不斷深入，人們要求機器人必須能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，具備一定的空間綜合運動能力。面向塔類、空間桁架等不連續(xù)介質(zhì)應(yīng)用環(huán)境提出的多移動方式雙臂手移動機器人能夠在地面行走、在空間桁架結(jié)構(gòu)中靈活自由的穿行、攀爬，本文就是基于這一構(gòu)想中的空間桁架內(nèi)移動作業(yè)背景展開研究的。本文的研究目的是為空間桁架和塔基結(jié)構(gòu)的檢測、維修工作環(huán)境下雙臂手移動機器人作業(yè)提供運動學理論與設(shè)計基礎(chǔ)，其研究具有重要的理論意義和

2、實用價值。
　　本文總結(jié)、分析機器人手爪結(jié)構(gòu)的常見型式和結(jié)構(gòu)，結(jié)合本研究室已有機器人手臂，進行了機器人手爪的設(shè)計、加工制作，解決了機器人抓緊方型、圓柱型和角鋼型桁架桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，提高了機器人適應(yīng)多種空間桁架結(jié)構(gòu)的能力；此外，針對將要進行的實驗環(huán)境要求，設(shè)計了組合式空間桁架結(jié)構(gòu)。
　　分析并給出了八自由度空間桁架用雙臂手移動機器人的末端手爪位姿確定方法、運動學正問題的矩陣變換法，以及進行逆運動學求解的基于偽逆陣的梯度投影法

3、和解析法、回避關(guān)節(jié)極限作業(yè)準則。在機械臂回避窗口型障礙理論基礎(chǔ)上，進行了機器人回避障礙桁架桿的避障分析；進一步地，利用MATLAB語言進行了雙臂手移動機器人攀爬、避障分析程序設(shè)計，并給出了計算實例。
　　為驗證理論分析的正確性并完成空間桁架內(nèi)雙臂手機器人移動虛擬實驗，根據(jù)實際研制的雙臂手機器人結(jié)構(gòu)，利用機構(gòu)設(shè)計和動力分析軟件ADAMS進行了雙臂手機器人3-D虛擬樣機和空間桁架環(huán)境設(shè)計和攀爬、避障運動仿真實驗，得到了各關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩數(shù)