螺旋桨清洗机器人超灵巧机械臂设计

来源期刊：工程科学学报2017年第6期

论文作者：罗天洪 王晴 马翔宇

文章页码：924 - 932

关键词：清洗机器人;超灵巧机械臂;刚柔耦合;仿生学;

摘    要：针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂（hyper-dexterous manipulator,HDM）清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的连接方式替换相邻关节连接处的柔性构件,兼顾了高压水射流承载压力高的特点.运用几何分析法对单端机械臂进行正逆运动学建模,基于多关节连杆变换通式推导出基于等圆弧假设下的机械臂模型,进而得出其多关节驱动空间与操作空间的映射关系.仿真实验和物理实验对比结果表明,所设计的机械臂能够达到期望的操作空间位姿,并能在加载实验下保证一定的鲁棒性.