月壤采樣機(jī)械臂設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、月壤采樣機(jī)械臂是月球著落探測(cè)器進(jìn)行采樣探測(cè)的必要機(jī)構(gòu)，本文在對(duì)采樣機(jī)械臂功能及性能指標(biāo)詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，通過對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械臂展開深入研究，設(shè)計(jì)出這套月壤采樣機(jī)械臂系統(tǒng)，并加工裝配出地面模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
　　根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的性能指標(biāo)，完成采樣機(jī)械臂的總體方案設(shè)計(jì)，本文采用一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和兩個(gè)平移關(guān)節(jié)的三自由度機(jī)械臂做為本文設(shè)計(jì)方案。根據(jù)總體方案要求，對(duì)機(jī)械臂的關(guān)鍵組件進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體包括關(guān)節(jié)組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及采樣組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)動(dòng)力系

2、統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過比較分析，選擇直流伺服電機(jī)作為機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力裝置。
　　對(duì)采樣機(jī)械臂系統(tǒng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，分析機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，采用Denavit-Hartenberg(D-H)法建立系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模型，推導(dǎo)出各坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換矩陣以及坐標(biāo)向量矩陣，得到運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解方程，同時(shí)推算出系統(tǒng)的雅可比矩陣，為后續(xù)的分析及研究做準(zhǔn)備。對(duì)機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，研究不同坐標(biāo)系之間靜力以及靜力矩的關(guān)系，采用拉格朗日法建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方