考虑迟滞及变形影响的主被动混合驱动绳驱空间机械臂运动学建模及求解

作者：杨太玮; 郑旭东; 徐文福^*; 刘天亮; 黄一帆; 梁斌

来源：机器人, 2022, 44(01): 45-54+65.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.210231

• 绳驱动
• 空间机械臂
• 迟滞及变形
• 改进运动学

在绳驱空间机械臂的非结构化环境灵巧作业中,驱动绳索拉伸和臂段形变给机械臂的精确控制带来了困难。为此,本文提出一种改进运动学模型。首先,建立机械臂"驱动绳索长度-关节角度-末端位姿"的多重映射运动学模型;进一步考虑绳索迟滞、运动方向切换和臂段变形3种因素耦合影响,改进"驱动绳索长度-关节角"的映射模型。其次,设计试验平台,开展不同负载下的绳索迟滞量测定试验。最后,对比改进运动学模型仿真结果和绳驱空间机械臂样机试验数据。与理想几何模型的比较结果表明,长1110 mm的两段绳驱空间机械臂的末端绝对位置误差可减小15.2 mm;末端绝对位置误差减小61.4%,证明了改进运动学模型的有效性。

• 出版日期2022
• 单位清华大学; 哈尔滨工业大学（深圳）; 清华大学深圳国际研究生院; 自动化学院