2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、力覺主手是遙操作和虛擬現實系統中的關鍵設備。本文結合國家863計劃項目“遙操作輔助正骨醫療機器人系統研究”和“遠程醫療機器人關鍵技術與系統研究”,建立一種6自由度縮放儀型并聯主手的運動學和動力學數學模型,分析其工作空間和靈巧度性能,并對其進行機構參數優化。
  針對6自由度縮放儀型并聯機器人的串/并聯混合構型的特點,在機構分析的基礎上對其進行運動學建模。采用齊次坐標變換法建立位置逆解方程。采用Newton–Raphson法求解正動

2、力學中的非線性方程組。采用矢量鏈方法建立輸入速度與加速度分別和上平臺的速度與加速度之間的映射關系方程。
  針對該主手每條支鏈包含較多桿件所導致的用傳統動力學方法建模計算量大的問題,在運動學模型的基礎上,運用Kane方程建立該主手的逆動力學數學模型。并在動力學仿真軟件Adams中建立其正動力學模型。對于主手上平臺的兩種運動實例,將由數學模型產生的驅動力矩變化規律輸入到Adams模型中。再將Adams模型上平臺的運動規律與最初設定的

3、運動規律對比,來驗證動力學數學模型的正確性。之后,建立只考慮上平臺質量的簡單動力學數學模型,通過對比分析來說明動力學建模的必要性。
  在機構的工作空間研究中,采用能夠直觀描述物體姿態的一種新型Euler角,稱為T&T角。引入球坐標掃描搜索法來獲取完整的位置工作空間邊界,并給出相應的工作空間體積的計算方法。之后,基于以上方法分析該主手的位置工作空間和姿態工作空間。并描述一種位姿耦合的新型工作空間,滿足特定姿態能力要求的位置工作空間

4、,來表征一種比較完整的工作空間能力。
  為更有效地分析機構的靈巧度,針對機構的Jacobian矩陣中的元素單位不統一的問題,在現有單位歸一化方法的基礎上,提出一種新的通用的歸一化方法。并且基于該方法分析主手的局部靈巧度分布。之后利用Matlab的遺傳算法工具箱,以機構全局靈巧度為優化目標,將主手的工作空間要求和緊湊性要求作為雙重約束條件,對主手的機構參數進行優化。然后通過對比優化前后機構的局部靈巧度分布情況,來驗證優化的有效性。

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