隨著航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界各國對外太空的研究也在不斷深入。目前空間中存在很多失效的航天器以及一些具有研究價值的小行星和隕石,對于這些非合作目標(biāo),需要對其進(jìn)行在軌操作,比如捕獲后回收或者拖入墳?zāi)管壍�。因�?如何捕獲太空中的非合作目標(biāo)是空間機器人領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)。在抓捕機械手對空間非合作目標(biāo)進(jìn)行抓捕的過程中,既要保證機械手能夠抓牢目標(biāo),又要避免機械手的損壞,需要考慮剛度大、可靠性高的桁架式機構(gòu),并且機械手的抓捕控制算法也是一項非常重要的研究內(nèi)容。本文設(shè)計了一種桁架式機械手,考慮其系統(tǒng)復(fù)雜性,并針對空間非合作目標(biāo)抓捕任務(wù),設(shè)計了桁架式機械手的控制算法,并對一些智能控制算法展開了深入研究,具體如下:針對空間非合作目標(biāo)抓捕任務(wù),并參考平面2R機構(gòu)和平行四邊形機構(gòu),設(shè)計了一種桁架式機械手�？紤]其動力學(xué)模型的復(fù)雜性,并為了實現(xiàn)其在抓捕過程中的安全控制,結(jié)合傳統(tǒng)工業(yè)中廣泛應(yīng)用的PID控制和現(xiàn)代控制理論中的滑�？刂�,設(shè)計了類滑�？刂扑惴�,該控制算法能夠保證機械手在自由運動期間具有精確和快速的跟蹤能力,同時在機械手執(zhí)行器力飽和后能產(chǎn)生慢速的過阻尼恢復(fù)運動。并在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了位置型的阻抗控制算法...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1針對空間非合作目標(biāo)的任務(wù)

大尺度可變構(gòu)型智能結(jié)構(gòu)體創(chuàng)新設(shè)計與在軌操控方法研究(項目編號U1613201)。1.1.2課題研究的背景意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界各國對航天領(lǐng)域的探索逐年深入。一方面，發(fā)射升空進(jìn)入太空軌道運行的航天器越來越多，很多航天器由于燃料問題、機械故障和電磁干擾問題等原因，已經(jīng)失效，....

圖1-2空間機械臂

如國際空間站上的加拿大臂如圖1-2a)所示，以及日本的ETSVII機械臂，如圖1-2b)所示。這些空間機械臂主要用來完成輔助對接，合作目標(biāo)捕獲，以及輔助航天員出艙活動等任務(wù)。而在對空間非合作目標(biāo)抓捕時，非合作目標(biāo)的質(zhì)量參數(shù)未知，其慣性力很大，傳統(tǒng)的串聯(lián)空間機械臂并不能很好的....

圖2-1桁架式機械手抓捕情況

而且其驅(qū)動方案要簡單，保證能夠?qū)崿F(xiàn)抓捕過程的快速性和穩(wěn)定性。2.2.2桁架式機構(gòu)的特點在抓捕機構(gòu)中采用桁架式機構(gòu)可以提高整體機構(gòu)的剛度，保證了抓捕機構(gòu)本體在抓捕過程中可以受到較大的沖擊，而且桁架式機構(gòu)的邊界均為剛性桿，桿件上任何位置均可以和抓捕目標(biāo)接觸，使得抓捕機構(gòu)擁有較大的抓....

圖2-2桁架式機械手抓捕過程示意圖

a)抓捕前b)抓捕過程中c)完成抓捕圖2-2桁架式機械手抓捕過程示意圖單個桁架式機械手的具體結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，由支撐底座、電機驅(qū)動部分桁架式機械手機構(gòu)以及抓捕面力傳感器組成。在設(shè)計中，基于平面2R機構(gòu)的想，利用了平行四邊形機構(gòu)，并且讓整體結(jié)構(gòu)相對于中心軸線對稱布....

本文編號：3932092