月壤采樣機械臂設(shè)計及動態(tài)特性研究.pdf

1、月壤采樣機械臂是月球著落探測器進行采樣探測的必要機構(gòu)，本文在對采樣機械臂功能及性能指標詳細分析的基礎(chǔ)上，通過對現(xiàn)有的機械臂展開深入研究，設(shè)計出這套月壤采樣機械臂系統(tǒng)，并加工裝配出地面模擬實驗裝置。
　　根據(jù)機械系統(tǒng)的性能指標，完成采樣機械臂的總體方案設(shè)計，本文采用一個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和兩個平移關(guān)節(jié)的三自由度機械臂做為本文設(shè)計方案。根據(jù)總體方案要求，對機械臂的關(guān)鍵組件進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體包括關(guān)節(jié)組件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及采樣組件結(jié)構(gòu)設(shè)計。對動力系

2、統(tǒng)進行設(shè)計，通過比較分析，選擇直流伺服電機作為機械系統(tǒng)的動力裝置。
　　對采樣機械臂系統(tǒng)作運動學(xué)分析，分析機械系統(tǒng)的運動關(guān)系，采用Denavit-Hartenberg(D-H)法建立系統(tǒng)的運動模型，推導(dǎo)出各坐標系之間的坐標變換矩陣以及坐標向量矩陣，得到運動學(xué)正解和運動學(xué)逆解方程，同時推算出系統(tǒng)的雅可比矩陣，為后續(xù)的分析及研究做準備。對機械臂系統(tǒng)進行動力學(xué)分析，研究不同坐標系之間靜力以及靜力矩的關(guān)系，采用拉格朗日法建立系統(tǒng)的動力學(xué)方