一种自移动空间机械臂末端执行器的研制

针对中小型自移动空间机械臂在轨操作和"换位行走"的任务需求,研制了一种小型化、大容差、高刚度可靠连接的末端执行器及其相应的目标适配器.末端执行器采用单一驱动实现捕获、拉紧锁合、解锁和电连接器插拔等多种功能.考虑捕获容差条件及锁合性能要求,对末端执行器的关键机构参数进行设计.通过ADAMS建立虚拟样机,对捕获容差及锁合的功能性能进行验证.最后通过样机实验对末端执行器的功能进行验证,验证了设计的可行性及仿真的准确性.     

空间大型末端执行器抓捕容差优化及其仿真

为了使空间大型末端执行器的抓捕操作性能得到最大程度的发挥,不同于传统的从机构设计角度得到末端执行器固定抓捕容差的方法,本文从优化设计学的角度出发,根据末端执行器的工作过程及其原理,将抓捕容差划分为捕获容差和拖动容差两部分,通过分析影响大型末端执行器抓捕容差的结构因素,分别建立了末端执行器捕获容差和拖动容差的数学优化模型,并基于线性加权法和惩罚函数法获得了抓捕容差最优值(128.58mm,128.58 mm,100 mm,15.12,15.12,16.32)T,同时得到了末端执行器本体相对应的结构参数.最终,采用仿真研究方法进行了抓捕容差优化及抓捕性能实验研究.实验结果验证了理论分析的正确性,证明本文提出的末端执行器数学优化模型合理,优化算法正确.     

基于立体视觉的机械手未知平面内曲线跟踪

为了提高机械手应用的灵活性,增强机械手对动态环境的适应能力,降低机械手对工件位置的依赖性,采用立体视觉技术对未知平面的法线方向进行估计,根据工程应用中对末端执行器的速度以及位姿的实际要求,采用PID控制策略控制机械手末端执行器与工件之间的相对位姿.进行了仿真实验以验证所提方法的有效性,结果表明:该方法能够实现末端执行器和工件之间相对位姿的动态控制.     

一种空间大容差末端执行器设计方案与仿真分析

根据大型空间机械臂及其在轨服务操作任务的特点,提出了大型空间机械臂末端执行器大容差和软捕获的基本性能要求,同时给出了实现上述基本性能的方法.在此基础上,提出了一种具有大容差性能的机械臂末端执行器设计方案.为了准确获得该类末端执行器的性能指标,完成了该类末端执行器的详细设计,也为后期的动力学仿真分析提供准确的3维模型.最...     

角膜移植显微手术机器人末端执行器的设计

设计了一种用于角膜移植显微手术机器人系统的末端执行器.末端执行器集成了微力传感器、位移传 感器.微型直流电机和环钻，具有体积小、功能完善的特点.它用于系统末端，直接对角膜进行操作.􀁱     

双向气动软体执行器的设计与分析

设计了由两种尺寸气囊交替连通而成的新型软体执行器,该结构可实现两个方向固定角度摆动.首先建立双向弯曲软体执行器的非线性力学模型,得到形式为三段的分段函数,每一段表示软体执行器在相应阶段的弯曲角度和驱动气压的函数关系.其次,应用仿真软件描绘出软体执行器的摆动角度和驱动气压的线性关系,并与经典软体执行器进行了对比,发现两者...     

三维非线性自适应容错导引律设计

本文针对部分执行器失效情形下的三维鲁棒导引律设计问题,利用输入–状态稳定性原理,设计一种三维非线性自适应容错导引律.与已存在结果相比,所设计算法能够实现对部分执行器失效的自动补偿,并且具备克服机动目标未知机动性对制导效果的影响.理论分析和数值仿真验证了该算法的有效性,并且数值仿真还表明其能够恢复特定时间段内执行器完全失效时的系统稳定性,具有很强的鲁棒性.     

一类基于观测器的网络控制系统鲁棒控制器设计

研究一类基于状态观测器的网络控制系统鲁棒稳定性和鲁棒控制器设计问题.考虑传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动以及小于等于一个采样周期的不确定时延,建立了基于状态观测器的网络控制系统增广模型.利用线性矩阵不等式方法推导出该系统鲁棒稳定的条件,进一步给出了鲁棒控制律和状态观测器设计方法.数值仿真算例证明了分析方法和结果的有效性.     

基于伪逆的导轨机械臂关节速度纠偏运动规划方案

针对导轨机械臂在任务执行过程中出现的关节速度偏离期望值的问题,提出了一种基于伪逆算法的导轨机械臂关节速度纠偏运动规划方案。首先,根据机械臂的关节角状态和末端执行器的运动状态,运用伪逆算法对导轨机械臂在速度层上进行冗余度解析。然后,设计时变函数对关节速度进行约束调整,使偏离后的关节速度收敛于期望值。接着,针对末端执行器出现的位置误差设计了误差修正方法以保证轨迹跟踪任务的顺利执行。最后,将运动规划方案在Matlab软件上以基座直线移动和弧形移动的四连杆冗余度机械臂为例进行了仿真实验。仿真结果表明了该方案能纠正导轨机械臂在任务执行过程中偏离期望值的关节速度,且能使末端执行器的轨迹跟踪达到较高的精度。     

基于伪逆的导轨机械臂关节速度纠偏运动规划方案

针对导轨机械臂在任务执行过程中出现的关节速度偏离期望值的问题，提出了一种基于伪逆算法的导轨机械臂关节速度纠偏运动规划方案。首先，根据机械臂的关节角状态和末端执行器的运动状态，运用伪逆算法对导轨机械臂在速度层上进行冗余度解析。然后，设计时变函数对关节速度进行约束调整，使偏离后的关节速度收敛于期望值。接着，针对末端执行器出现的位置误差设计了误差修正方法以保证轨迹跟踪任务的顺利执行。最后，将运动规划方案在Matlab软件上以基座直线移动和弧形移动的四连杆冗余度机械臂为例进行了仿真实验。仿真结果表明了该方案能纠正导轨机械臂在任务执行过程中偏离期望值的关节速度，且能使末端执行器的轨迹跟踪达到较高的精度。