多冗余度機械臂機構設計及仿生運動研究.pdf

1、多冗余機械臂能夠克服傳統(tǒng)非冗余度機器人操作臂的靈活性差、環(huán)境適應性不高的缺點，有利于提高操作靈活度、回避障礙能力，有著很好的可操作性，其研究在諸如空間漂浮物包圍抓取與回收等的空間技術、復雜環(huán)境等方面具有實用價值，因此本文基于一種改進型無奇異全方位關節(jié)機構研究多自由度機械臂及其仿生運動理論具有重要的理論意義與應用價值。
　　本文在分析PYR型系列全方位關節(jié)運動原理基礎上進行了改進的全方位關節(jié)單元機構設計和多冗余自由度蛇形機械臂設計。

2、基于鋼索和導向輪驅(qū)動的PY型及PYR型關節(jié)實現(xiàn)了輕量化小型化設計，采用滑塊機構解決了俯仰和偏擺運動耦合問題。設計的多自由度機械臂具有模塊化組合式特點，既可作為進行包圍抓取與移動操作的機械臂，也可作為地面上蛇形移動的機器人。
　　在對已取得的PYR型關節(jié)運動學研究基礎上，本文還針對包圍抓取、蠕動式爬行、蛇形移動等作業(yè)進行了多冗余度機械臂運動規(guī)劃及仿生運動研究。運用幾何分析法對機械臂進行了包圍抓取并移動物體的運動規(guī)劃，給出了包圍抓取模

3、型和滿足包圍抓取的條件；根據(jù)蠕動爬行、蛇形移動的仿生運動原理，結合所設計的全方位關節(jié)機構及運動學理論，對所設計的5節(jié)11自由度、8節(jié)17自由度機械臂分別進行了仿生蠕動爬行及蛇形運動規(guī)劃。采用蛇形曲線擬合方法，推導出蛇形曲線方程，給出了參數(shù)的選取對蛇形曲線形狀影響，得出了關節(jié)角度輸入函數(shù)；在理論分析基礎上，利用Matlab進行了機械臂運動規(guī)劃程序設計。
　　在上述機構設計與理論研究基礎上，利用機構設計與動力分析軟件ADAMS進行了基