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1、基于模块化机械臂关节设计及其输出特性研究摘要分析了机械臂关节细化模型,提出了一种包含有关节运动误差的机械臂关节的迟滞模型。分析了关节的输出特性,研究了存在运动误差和迟滞的原因。根据对机械臂关节输出特性的研究,完成了对关节运动误差以及关节迟滞的建模。在仿真软件中搭建仿真实验模型,对建立的模型进行仿真实验研究。结果表明:该模型体现出实际关节的特性,为基于模型的控制提供了理论依据。为验证论文所研究的机械臂关节输出特性理论的正确性,为验证本论文提出的包含关节运动误差的迟滞模型的正确性,建立关节特性验证实验平台。设计关节特性实验接口件,
2、搭建实验平台。设计验证实验,并在实验平台上完成了机械臂关节运动误差、关节迟滞的实验,验证了机械臂关节运动误差以及关节迟滞的理论的正确性,所建模型的正确性。关键词:模块化,空间机械臂,关节建模,运动误差,迟滞DESIGNANDEXPERIMENTRESEARCHOFAFLEXIBLEINCHWORMPIPEROBOTABSTRACTBasedonthesubjectofmissionrequirements,Ihavedetailedanalyzedthemanipulatorofthemodelandtheoutputchar
3、acteristicsofthejoint,proposedanewmodelcontainstherelevantsectionofthehysteresiserrorofmanipulatorjointmovement,researchedthecausesoftheexistenceofmotionerrorsandhysteresis.Accordingtothestudyofcharacteristicsofmanipulatoroutput,Ihavecompletedthemodelingofjointmovem
4、entandjointhysteresiserror.Insimulatesoftware,Ihavebuiltasimulationmodelandconductedresearchonmodelsimulations.Theresultsshowedthat:themodelreflectstheactualcharacteristicsofthejoint,whichprovidedatheoreticalbasisforthemodel-basedcontrol.Toverifythecorrectnessofthet
5、hesisresearchoutputcharacteristicsmanipulatortheoryandthecorrectnessofthemodelincludejointmotionhysteresiserrorwhichwasproposedinthispaper,Ihavebuilttheexperimentplatformofthecharacteristicsofthejointverification,designedthejointinterfacepartsandtheexperimentalplatf
6、orm.Atlast,Idesignedtheverificationtestandcompletedthemanipulatorerrorandhysteresisjointexperimentsonexperimentalplatform.AndIhaveverifiedthecorrectnessoftheoryofthejointhysteresiserror,aswellasthemodelbuilt.KeyWords:modular,spacerobotics,jointmodeling,dynamicerror,
7、hysterics第1章绪论1.1引言随着现代科学技术的发展,模块化机械臂技术得到不断的提高,模块化机械臂的应用领域也在不断的扩展,人们希望模块化机械臂能够更加灵活地适应不同的工作环境,完成越来越复杂的工作、任务[1]。模块化机械臂是指的由一套具有不同大小、不同尺寸和不同性能的模块化关节组成,可以快速装配出适应不同工作任务的机械臂[2]。模块化机械臂关节至今为止仍然没有一个完整的、统一的定义,但是如今所有的定义都包括有以下几点:(1)是可控的、含多传感器的标准化模块;(2)在各模块间具有统一的机械和电气接口;(3)模块可用于传
8、递运动、能量、力矩,可以进行通信;(4)通过对模块进行不同连接断开操作来改变机械臂的整体构型;(5)通过改变构型,可使机械臂适用于不同的任务[3]。模块化机械臂能够根据不同的工作任务,运用不同的模块以快捷的方式搭建而成。可根据不同的任务需求搭建成不同的机械臂系统,来适应不同的
