月面采样机械臂刚度建模与误差补偿

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35 mm降低到1 mm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.

关键词：月面采样机械臂、末端刚度分析、误差补偿、有限元分析

所属期刊栏目：10

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;航天飞行动力学技术重点实验室基金;航天飞行动力学技术重点实验室基金

在线出版日期：2023-07-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：169-177