一种混合式绳驱动机器人的运动学分析与仿真

基于人臂结构和绳驱动技术,提出一种混合式绳驱动拟人臂机器人的设计方案。将驱动电机布置在基座附近,通过绳索传递运动和力,能有效的提高机器人的运动性能。首先通过Pro/E建立了绳驱动拟人臂机器人的机构模型;然后采用POE以及改进的牛顿-拉夫逊数值迭代方法分析了机器人前向运动学、逆向运动学;在此基础上针对此特殊机构分别对肩关节和肘关节处进行了解耦分析;最后通过Matlab和Adams联合仿真实验,得到一条和预定轨迹相吻合的实际轨迹,从而证明了运动学算法的正确性,以及机构的可行性。

数字化柔性装配在管路系统制造中的应用

空间飞行器管路系统具有形状复杂、接口关系多、制造精度要求高等特点。传统的空间飞行器制造中,管路研制必须在总装阶段舱体、设备、仪器到位的情况下开展管路取样和试装,占用总装周期,且受仪器设备到位情况制约。数字化柔性装配在管路系统制造中的应用,从根本上改变了管路系统的生产模式。

移动并联式六自由度转运调姿方法研究

针对大型航天相机长距离转运和快速精确自动调姿需求,提出一种基于全向移动平台和3RPS并联调姿机构的移动并联式六自由度调姿方法。首先,测得相机当前姿态和目标姿态,推导二者位姿矩阵;通过运动学模型反解全向移动平台和并联调姿机构的各轴运动参数,将多轴耦合的空间六自由度完全解耦;建立全向移动平台和并联机构的运动学模型,实现上述运动参数的驱动;最后,进行了调姿算法试验,结果表明,调姿设备能够快速精准实现大型相机任意姿态向目标姿态的自动化柔性姿态调整,全向移动平台移动精度优于0.3 mm,旋转精度优于0.05°,并联机构杆长精度优于0.5 mm,验证了自动调姿的准确性。

导轨摆臂式表层月壤采样机构的研究

本文针对中国探月工程月壤采样与返回任务对表层月壤采样机构的需求，提出了一种新的导轨摆臂式表层月壤采样机构，末端采样器以铲挖方式为主，棘轮旋挖方式辅助破岩，并具有样品临时存储、防外流及转送功能，其样品获取量大，对月壤的适应性强，样品转送方式简单可靠；位置伺服机构由直线导轨和摆臂组合而成，使用移动副解决了较大位置差条件下，双作业工位的位置转换问题，运动规律简洁、各自由度不耦合，控制算法简单，刚性好，易于保证较高的位置精度，可靠性高。为了验证该表层采样机构原理的正确性和方案的可行性，本文详细设计了采样机构原理样机，并进行了功能实验，实验结果表明：表层采样机构能够实现预定的运动规律、位置控制及铲挖采样功能，运动平稳、重复性好，原理正确、方案可行，为月球及其它行星表层采样提供了一个新颖的备选方案。

全向舰载机转运平台路径跟踪控制系统设计

针对舰载机在机库、甲板相对复杂和狭窄空间内的灵活高效转运的需求,以三个全向智能移动装备编队协同控制组成的舰载机转运平台为研究对象,研究舰载机在航母机库甲板上转运作业的任意路径自动跟踪问题。首先,建立全向舰载机转运模型,实现分布式编队协同运动控制;设计基于激光扫描雷达的相对位姿补偿控制器,通过对主、从之间的轮廓数据采用基于Savitzky-Golay多项式拟合法的平滑预处理后采用二值化方法求解相对位姿信息;设计基于神经网络PID控制算法的位姿偏差补偿控制策略。仿真结果表明,所设计的位姿偏差补偿控制策略可实现舰载机整机沿规划路径跟踪。该研究可为后续舰载机自动导航,弹药、补给等无人自主产品转运打下技术基础。

太阳电池翼的高精度质量特性测试方法研究

航天器的质量特性(包括质量和质心等)是影响航天器在轨运行的重要参数。为了解决太阳电池翼传统质量特性测试方法中存在的测量精度低、测量效率低、测量手段落后的问题,设计了一种高精度、高效、自动化的太阳电池翼质量特性测试方法。通过姿态调整装置对太阳电池翼进行倾斜姿态调整,并采用多次测量值取算数平均的方法,测得太阳电池翼的质量和质心。姿态调整装置可匹配太阳电池翼多种接口形式,实现多平台太阳电池翼俯仰姿态(0°~60°)的调整,并结合所提方法的集成软件算法,实现太阳电池翼质量、质心的自动求解。最后通过实验验证了所提方法的可行性。结果表明所提方法的质量测量精度高于0.01%G(满量程)+0.1kg,质心测量精度高于0.5 mm,测量时间从原先的8 h缩短至40 min,在满足测量精度的基础上,提高了太阳电池翼质量特性的测试效率,大大节省了人力成本,为后续航天器太阳电池翼生产线量产奠定了基础。

一种高精度无人机质量特性集成测试方法研究

针对当前无人机质量特性测试方法智能化程度不高、集成测试程度低的问题,设计了一种高精度质量特性测试方法。该方法对测试系统进行分段标定,系统自动匹配标定系数,修正测量结果,从而消除非线性误差;系统配备姿态调整装置,匹配无人机多种接口形式,可实现无人机-10°~10°的俯仰和滚转双向姿态调整,并结合集成软件算法,实现质量、质心及转动惯量的集成测试。试验测试结果标明,设备的质量测试精度可达0.03%,质心测试精度不大于0.163kg?m,转动惯量测试精度高于0.25%。