免费论文：绳索驱动拟人手臂机器人机构设计及高精度位姿控制研究

正文的接洽处事重要依靠国度天然基金名目“具备关键角场所反应的绳启动拟人臂呆板人能源学和张力题目接洽”。课题从具备关键角反应的绳启动串联组织动手，对其构造安排、处事空间、疏通学及能源学领会、刚度与精度接洽以及疏通遏制办法等上面举行接洽。革新了绳启动拟人臂呆板人疏通遏制搀杂及精度低的缺点，夸大其运用范畴和本质运用价格。正文开始引见了这种绳启动拟人臂呆板人构造领会与完全筹备，研制了具备关键角反应的绳启动拟人臂呆板人原型机。经过对人员臂机体构造特性和疏通自在度的领会，将绳启动串联组织运用到拟人臂呆板人上，构成一种串、串联搀和的七自在度组织。经过在绳启动组织的牵制组织上安置源代码器，安排了一种具备关键角场所反应的绳启动球关键，由此实行拟人臂呆板人关键角反应遏制。其次以拟人臂呆板人上每个转化关键的变革观点为中央变量，分两局部推导了启动电机的转化观点与终局位姿之间的疏通学联系。由旋量表面推导中心七自在度串联支杆的疏通学指数积公式。由绳长计划公式推导绳启动串联组织的疏通学公式，并对绳长弹性别变化形举行积累。以拟人臂呆板人原型机效率遏制东西举行试验接洽。按照绳子所能接受的最大张力及张紧所须要的最小预紧力，提出了一种鉴于张力可调处事空间的设置。在此处事空间内，均可经过对冗余启动绳子的张力安排，到达维持其余各条绳子张力范畴的手段。经过在平台上强加各别目标的动量矩，计划外力对其张力可调处事空间的感化。对于绳子冗余张尽力解题目，按照绳子张力的最低解、最高解及最优解的设置，从新对只具备一个冗余度的绳启动串联组织的最优解举行设置，并给出相映绳子张力的调配和优化本领。运用拉格朗日法创造七自在度呆板人的能源学方程，计划出呆板人肩、肘、腕关键处的协力与协力矩，再按照张力优化调配，推导呆板人工遏制算法。贯串关键角场所反应的闭环遏制算法，提出了相映的力位搀和遏制算法，由一根绳子举行张力遏制，其余三根绳子举行场所遏制，使其在维持确定张力的前提下实行场所闭环遏制。对于当组织遗失场所消息时的回零题目提出了相映的三步回零遏制算法，将球关键的回零进程分为三步，每步只需对一个电机举行场所遏制，另一个电机在维持确定张力的前提下作张力随动遏制，其余两个电机不动。沿用增量式源代码器与限位电门相贯串来确定呆板人每个关键的原点场所，最后实行疏通平台的回零。按照绳启动组织的刚度等效模子推导绳启动球关键的刚度矩阵表白式，运用平衡刚度与刚度矩阵前提数的倒数动作评介目标，刻画在其处事空间内的刚度散布情景。领会了惹起组织刚度变革的几大成分，得出感化成分囊括如绳子的张力、组织的位姿和绳子自己的刚度等。经过仿真接洽创造，惟有在绳子刚度较大时，由张力变革惹起的组织刚度变革可忽视不计。所以经过绳子上的张力安排组织实行绳子刚度随张力变革而变革，由此对组织举行变刚度遏制。结果经过归纳领会感化绳启动呆板人疏通精度的各个成分，鉴于所提出的拟人臂呆板人的串、并混结合构及关键的冗余传感消息，提出了绳启动拟人臂呆板人的集成两级自标定算法。为了使绳启动模块的标定赢得较高的精度，开始要实行中心维持连杆的自标定，以此实行对每一个模块的缺点积累，这两步的自标定本领不妨由一次试验所得的数据实行，结果经过仿真及相映的原型机试验考证了所提出的自标定算法。

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