柔性臂空间机器人：运动学模型与轨迹规划策略

本文档主要探讨了"柔性臂空间机器人的一类运动学方程及轨迹规划"这一主题，发表于2012年的《海军航空工程学院学报》第27卷第4期。作者们，夏长俊、顾文锦和杨秀霞，针对大型、轻质柔性臂空间机器人在空间作业中的特性，提出了一个创新的方法来解决其低频振动问题。 传统的柔性臂空间机器人模型通常使用无穷维振动模态变量来表示弹性变形，这在运动学建模中带来了复杂性。论文通过将柔性机械臂的弹性运动变量简化为连杆末端的弹性变形和变形角度，有效地克服了这一难题。他们利用广义雅可比矩阵的思想，构建了一种"双广义雅可比矩阵"形式的运动学模型，这个模型能够准确地描述柔性臂的弹性变形如何影响空间机器人的整体运动。 运动学模型是基础，作者们在此基础上设计了一种惯性空间内的连续轨迹规划算法。这种算法的目标是通过规划机械臂关节的运动规律，抵消柔性连杆振动对末端位置的影响，从而实现机械臂末端精确沿预定轨迹运动。这种方法对于保持空间机器人的作业精度至关重要，特别是在大型柔性臂空间机器人面临的空间作业环境中，振动控制显得尤为关键。 论文的关键词包括：柔性臂、空间机器人、广义雅可比矩阵、运动学、以及轨迹规划。这些关键词反映了研究的核心内容，即在考虑机械臂柔性的前提下，如何优化空间机器人的运动控制策略。 此外，文章还提及了先前的研究工作，如Z.Vafa和S.Dubowsky关于虚拟机械臂的理论，以及Y.Umetani和K.Yoshida提出的广义雅可比矩阵，这些都在文中起到了理论支撑的作用。R.的工作也被引用，虽然具体细节未在摘要中详述，但可以推测是在空间机器人运动学建模领域的重要参考。 这篇论文为解决大型柔性臂空间机器人在空间作业中的振动控制问题提供了一种新的运动学建模和轨迹规划方法，具有较高的实用价值和理论贡献。