空间攀爬机器人设计说明书

本文以一种基于delta并联机构的空间攀爬机器人为研究对象，对其位姿误差进行了分析，并对机器人的结构、尺寸进行了优化。首先分析空间攀爬机器人的误差主要来源于delta机构，推导了delta机构运动学的正逆解，求解出delta机构的运动空间，并以此为基础利用几何空间向量法，建立了delta机器人关节处孔轴歪斜误差模型，求解出delta机构的位姿误差，其计算结果表明其关节处的孔轴歪斜对于delta机构的运动精度具有较大的影响；然后根据空间攀爬机器人的功能需求，对机器人进行了整体的尺寸规划，之后求解了delta机构雅可比矩阵的条件数，以此对delta机构进行运动传递性能评估；综合考虑delta机构的位姿误差和运动传递性能，将其作为尺度综合的两个目标函数，求出机器人最优的尺寸组合。最后基于delta机构的误差来源，对其进行结构上面的优化。

目录
摘要
ABSTRACT 2
第1章绪论1
1.1研究的背景与意义1
1.2国内外的研究现状1
1.2.1空间攀爬机器人1
1.2.2 delta发展概况3
1.2.3 delta的位姿误差分析4
1.3本文主要研究的问题4
第2章空间攀爬机器人的结构5
2.1运行环境5
2.2功能需求6
2.3结构设计6
第3章空间攀爬机器人的的位姿误差分析7
3.1中间串联电机的影响7
3.2 DELTA的位姿误差分析9
3.3误差模型的建立12
第4章3D空间攀爬机器人尺寸优化21
4.1攀爬机器人的功能需求条件22
4.2机器人的运动传递性能与精确度23
4.2.1 Delta机器人的运动传递性能23
4.2.2 Delta的精确度27
4.2.3以传递性能和精确度为目标函数的尺寸优化27
4.3结果分析30
第5章空间攀爬机器人的结构细节优化30
5.1电机联轴器30
5.2主动臂与从动臂的连接31
5.3从动臂的平行四边形结构32
5.4其他细节33
5.5轴、轴承、轴承孔的配合33
第6章总结与展望35
参考文献36
附录37
附录1主程序37
附录2子程序42
致谢42