月面采样机械臂刚度建模与误差补偿

作     者：张运动 刘传凯 黄开启 苏建华 陈钢 张宽 ZHANG Yundong;LIU Chuankai;HUANG Kaiqi;SU Jianhua;CHEN Gang;ZHANG Kuan

作者机构：江西理工大学机电工程学院赣州341000 北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 中国科学院自动化研究所北京100190 北京邮电大学自动化学院北京100876 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61972020,62003025) 航天飞行动力学技术重点实验室基金(6142210200307,XTB6142210210302) 

出 版 物：《深空探测学报（中英文）》 (Journal Of Deep Space Exploration)

年 卷 期：2023年第10卷第2期

页      码：169-177页

摘      要：针对在月面采样任务中,表取采样机械臂受臂杆和关节柔性影响,呈现出低刚度特性导致其控制精度降低的问题,提出了一种基于机械臂柔性变形估计的末端操作误差补偿方法,通过分析关节柔性、臂杆柔性和自重等因素对机械臂末端位姿的联合影响关系,构建了多自由度机械臂的整体刚度模型,进一步通过有限元分析和真实变形对比等方法,对机械臂整体刚度模型的误差计算精度进行评估定界,给出了机械臂在不同构型条件下末端位置估计的误差边界。在此基础上设计了机械臂末端操作的一次性补偿控制方法,可将机械臂末端的最大控制偏差从35mm降低到1mm以内,极大提高了表取采样机械臂模拟系统的绝对定位精度。

主 题 词：月面采样机械臂 末端刚度分析 误差补偿 有限元分析 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.15982/j.issn.2096-9287.2023.20220096

馆 藏 号：203122477...