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行星采样柔性机械臂运动规划研究

梁常春 孙鹏飞 王耀兵 危清清 姜水清

梁常春, 孙鹏飞, 王耀兵, 危清清, 姜水清. 行星采样柔性机械臂运动规划研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
引用本文: 梁常春, 孙鹏飞, 王耀兵, 危清清, 姜水清. 行星采样柔性机械臂运动规划研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
LIANG Changchun, SUN Pengfei, WANG Yaobing, WEI Qingqing, JIANG Shuiqing. Motion Planning of Sampling Flexible Manipulator on Planet[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
Citation: LIANG Changchun, SUN Pengfei, WANG Yaobing, WEI Qingqing, JIANG Shuiqing. Motion Planning of Sampling Flexible Manipulator on Planet[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004

行星采样柔性机械臂运动规划研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004

Motion Planning of Sampling Flexible Manipulator on Planet

  • 摘要: 为适应行星表面较大范围的采样要求及系统减重的需求,采样机械臂通常是细长形臂杆加多关节组成的连杆型关节机械臂,这使得抑制柔性振动成为机械臂控制系统的研究重点。针对采样机械臂的工作过程,提出带抛物线过渡的平滑轨迹规划方法,即在运动过程中使加速度连续,避免关节转动的力矩突变,并且最大限度降低峰值。首先建立基于D-H法的机械臂运动学方程,然后在考虑臂杆及关节柔性的动力学模型环境下,进行变加速—匀速—变减速的笛卡尔空间加速度连续平滑轨迹规划运动,达到减小柔性臂振动、提高定位精度的目的。仿真结果表明,在运动规划中引入抛物线过渡的加速度连续环节、降低加速度冲击可以明显改善运动平稳性,对提高动态跟踪精度有直接作用。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-01
  • 修回日期:  2015-02-28

行星采样柔性机械臂运动规划研究

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004

摘要: 为适应行星表面较大范围的采样要求及系统减重的需求,采样机械臂通常是细长形臂杆加多关节组成的连杆型关节机械臂,这使得抑制柔性振动成为机械臂控制系统的研究重点。针对采样机械臂的工作过程,提出带抛物线过渡的平滑轨迹规划方法,即在运动过程中使加速度连续,避免关节转动的力矩突变,并且最大限度降低峰值。首先建立基于D-H法的机械臂运动学方程,然后在考虑臂杆及关节柔性的动力学模型环境下,进行变加速—匀速—变减速的笛卡尔空间加速度连续平滑轨迹规划运动,达到减小柔性臂振动、提高定位精度的目的。仿真结果表明,在运动规划中引入抛物线过渡的加速度连续环节、降低加速度冲击可以明显改善运动平稳性,对提高动态跟踪精度有直接作用。

English Abstract

梁常春, 孙鹏飞, 王耀兵, 危清清, 姜水清. 行星采样柔性机械臂运动规划研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
引用本文: 梁常春, 孙鹏飞, 王耀兵, 危清清, 姜水清. 行星采样柔性机械臂运动规划研究[J]. 深空探测学报(中英文), 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
LIANG Changchun, SUN Pengfei, WANG Yaobing, WEI Qingqing, JIANG Shuiqing. Motion Planning of Sampling Flexible Manipulator on Planet[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
Citation: LIANG Changchun, SUN Pengfei, WANG Yaobing, WEI Qingqing, JIANG Shuiqing. Motion Planning of Sampling Flexible Manipulator on Planet[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(1): 27-33. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.01.004
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