摘要：随着无人机勘探技术的发展,无人机机械臂在执行任务时的作用显得尤为重要。为了最大限度地驱动优化机械臂关节的旋转,提高机械臂的运动精度,提出一种基于形状记忆合金的无人机机械臂关节旋转驱动优化方法。文中对三自由度无人机机械臂开展运动学分析,并通过实验对SMA驱动器的性能进行模拟与验证,确保设计的可靠性。结果显示,所提出算法的平均绝对误差值较小,并无限趋近于0。应用效果显示,机械臂在x轴、y轴与z轴上运行的误差最大值分别为0.12 mm、-38.64 mm和-11.13 mm。在所构建算法的运行下,机械臂在空间内运动所产生的误差均在合适的范围内。以上结果均说明所提出驱动控制器的性能较好,能够提高机械臂的运动稳定性,并有效减小误差。

摘要：提出了一种关节片上位置伺服系统控制器的设计方案,并在一片可编程逻辑器件(FPGA)中得到了具体验证和实现.该方案利用FPGA的硬件逻辑单元实现了关节内部所有传感器信息的采集、M/T法测速、电机的脉宽调制和矢量控制,并在FPGA内嵌入了NIOSII软核处理器和控制器局域网CAN总线控制器,实现了关节空间的轨迹规划、位置控制以及与主控计算机的CAN总线通讯.通过SOPC Builder工具实现了硬件逻辑单元和软核控制器的集成.实验结果表明,设计的关节片上位置伺服系统可有效地提高关节控制器系统的集成度,从而减小了电路板的尺寸,增强了系统的抗干扰能力和关节控制性能.

摘要：研究齿隙存在情况下机械臂末端定位误差达到要求精度的概率。分析了现有齿隙模型的优点和缺点,对其中的死区模型进行改进,提出齿隙的随机变量模型。将此模型作为3关节机械臂的关节误差,导出机械臂末端定位误差的随机模型,并利用Taylor公式对模型作了近似处理,得到以关节误差的二次函数表示的简化模型,并在关节空间中讨论了末端定位误差的最大值和最小值问题。分4种情形给出定位误差达到要求精度的概率,为多阶段任务系统的路径规划和任务优化提供了依据。

摘要：研制了一种高输出力矩可实现高速比、高控制精度的在轨可维护模块化关节。首先对高负载空间机械臂进行了动力学仿真,计算出关节力矩需求。其次,确定直流无刷舵机串联谐波减速器的传动方案。直流无刷舵机本身的齿轮传动误差经过谐波传动可以忽略,又有效提高了速比;输出端谐波减速器使关节在满足力矩需求的同时,具有很高负载自重比和传动精度,整个关节的机械回差可控制在1 arc min以内。在机械精度得以保证的同时,设计了基于FPGA的空间机械臂关节硬件控制器,完成高精度传的感器信息采集处理以及关节的闭环控制,以达到3 arc min以内的闭环控制精度指标。另外,为保证此关节长期在轨服役需求,设计了在轨可更换功能以及在轨手动驱动功能;所有控制电路集成于关节内部,实现机电一体模块化,便于在轨整体拆换。最后以关节样机为实验对象,搭建关节负载-精度测试平台,通过PD控制得出关节闭环控制精度,验证了设计的正确性。

摘要：提出并设计完成了一种用于灵巧手的两自由度关节机构 ,该机构用于连接灵巧手的下指节与掌骨节 ,使得下指节相对掌骨节同时实现屈曲和侧展 2个运动 .在完成两自由度关节机构设计的基础上 ,对该机构进行了运动学分析 ,并应用虚拟样机技术进行了验证 .

摘要：对关节臂式坐标测量机数据采集系统的几个关键点进行了分析设计,其中包括数据同步锁存、对径读数、坐标实时显示.通过可编程逻辑器件(CPLD)与单片机的结合,完成了光栅信号的滤波、4细分、辨向及可逆计数等功能.实验证明,该设计能够准确完成测量机的数据采集.Abstract：Several key pints of articulated arm - cmm data acquisition system are analyzed and designed, including data synchronous latches, pair-radius readings, and coordinates real-time display. The combination of CPLD and AVR microcontroller completes the functions of grating signal faltering, 4 subdivided, discerning direction and reversible counting, and so on. According to the experiment , the data collection of the machine can be complete accurately.

摘要：面向未来行星表面探测任务,航天服的活动性能需要进一步提高。为此,应改进航天服软关节的结构形式。根据等张力体形状内部承压时不存在周向应力的理论,在该曲面周向上加入褶片结构,设计出了带褶皱的等张力体关节,使之能够沿周向弯曲或伸展。为验证关节性能,利用柔性单自由度关节测量设备,进行了多次加卸载和不同运动范围的力矩特性研究,分析了关节的几何形态、等容性以及主应力状态,并将该关节与无褶皱的等张力体关节和平褶式关节进行了比较,最后讨论了关节的优化方向。结果表明,在测试的0°~80°范围内,关节力矩较小,最大容积变化为1.6%。关节弯曲时,等张力体曲面上周向应力仍可忽略不计。首次加载与之后的加载有一定的差异,而不同的运动范围对关节活动性能无影响。与其他两种关节形式比较,带褶皱等张力体关节在几何尺寸、运动形态和活动性能上都具有一定的优势。此外,该关节可在结构和材料方面进一步优化。

摘要：本文对５只猕猴膝和肘关节进行了生物力学特性实验，得出了猕猴整体膝关节和肘关节的载荷－变形关系曲线、极限载荷、刚度和破坏时吸收的能量等数据。这些结果为飞行员应急弹射高速气流吹袭下四肢防护系统的设计提供了科学依据。

摘要：针对气动人工肌肉柔软的物理特性,设计一种新型的气动人工肌肉实验台,该试验台采用气缸作为气动人工肌肉的负载,自动测量气动人工肌肉的参数;通过对实验数据进行拟合,建立简单实用的静态特性模型;对由一对人工肌肉组成的关节进行静态实验和阶跃实验,实验结果表明,气动人工肌肉关节线性度高,但响应速度低,存在滞环.

摘要：关节是机器人进行姿态控制的核心执行部件,其性能对整机性能有直接影响,对其测试和评价是提高关节性能的重要基础。本文从应用场景、工作原理、结构设计等方面对关节技术现状进行分析。归纳总结了关节的传动精度、响应参数、机械参数及电参数的测试原理及测试方法。从整体上分析关节测试设备现状,阐述了面向大型关节和小型关节的两类测试设备。对关节测试技术存在的难点做出分析和讨论,并对其未来的发展方向做了展望。