可伸缩空间机械臂控制技术研究

"这篇论文详细探讨了可伸缩空间机械臂的设计与控制方法，由林奇撰写，并在2015年7月于哈尔滨工业大学进行了硕士论文答辩。论文的主要研究对象是可伸缩空间机械臂的结构设计、运动建模、仿真分析、锁紧机构、应急驱动组件、机械限位装置以及导线收放装置。" 本文首先深入分析了可伸缩空间机械臂在不同配置下的工作空间和其在各种构型下末端执行器的承载能力。作者依据关节设计要求，结合太空作业环境，完成了机械臂关节的整体设计。关节性能指标被详细分解，以便选择合适的组件。关节的重要组成部分，如应急驱动组件和机械限位装置，也得到了相应设计。 在研究过程中，作者对比了多种可伸缩臂杆的伸展策略，最终确定采用关节驱动臂杆伸缩的方式。以此为基础，设计出了可伸缩机械臂的内外臂杆结构。通过Adams软件，对锁紧机构的运动进行了仿真，进而选择了合适的驱动部件。 考虑到机械臂在伸缩过程中臂杆长度的变化，论文还设计了一种导线收放装置，以适应导线长度的动态调整。该装置采用被动伸缩原理，利用涡卷弹簧驱动盘型卷线器来实现导线的收放。 在结构模型设计的基础上，论文对可伸缩机械臂的展开运动进行了详细分析。利用改进的三次样条规划方法，设计出满足关节空间轨迹的展开路径，并确保路径规划符合关节性能参数。此外，由于可伸缩机械臂的特殊性，论文可能还涉及了运动控制策略、动力学建模、误差补偿等方面的内容，以确保在复杂空间环境中的精确控制和稳定操作。 这篇论文全面地涵盖了可伸缩空间机械臂的关键技术和控制策略，为这类先进装备的设计和应用提供了理论支持和技术参考。