多自由度空间机械手嵌入式控制系统研究
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摘 要随着工业机器人的快速发展，机械手作为机器人重要的分支逐渐发展，它属于高科技自动化生产设备，在工业自动化生产领域扮演着重要的角色，大幅度提高了生产效率。而工业现代化程度的提高，对机械手的要求也逐渐增多，如：安全性、实时性、可靠性与智能性，同时，航天活动对轻型智能空间机械手的要求十分迫切，在此背景下，本文探讨了多自由度空间机械手嵌入式控制系统，分析了机械手、嵌入式系统及机械手嵌入式控制系统的概况，研究了多自由度空间机械手嵌入式控制系统的实验，旨在全面发挥空间机械手的作用。
【关键词】空间机械手 嵌入式控制系统 硬件 软件
目前，在工业领域广泛应用着工业机器人，机械手的控制方式日渐丰富。同时，在航天技术迅猛发展的背景下，空间活动呈现出了复杂性、多样性等特点，为了满足复杂太空活动的需求，空间机械手随之出现，并迅速发展。随着嵌入式系统的发展，其硬件性能与软件均不断完善，各种嵌入式控制系统的重要性日益显著，并积极应用于各种设备，在此情况下，为了满足设备的需求，对嵌入式系统的要求逐渐增多，急需为用户提供可靠的、稳定的人机用户界面。本文主要研究了多自由度空间机械手嵌入式控制系统，旨在满足我国航天活动的需求，促进我国航天事业的发展。
1 机械手的概况
机械手作为自动操作装置，通过模仿人手与手臂，根据固定程序，实现了对物品的抓取与搬运。它对人力实现了部分或全部替代，在此基础上，提高了生产的自动化与机械化，保证了生产效率及人身安全。当前，机械手广泛运用于机械制造、电子、轻工、航天航空与冶金等。机械手的构成主要分为两部分，一部分为手部，另一部分为运动机构，根据后一部分，可以分为不同的种类，如：直角坐标式、关节式与球坐标式等。对于机械手而言，其具备的独立运动机构数量称之为机械手的自由度，从理论角度来说，为了对空间中的任意位置与方位的物体进行抓取，机械手的自由度要≥6个。自由度作为机械手的重要参数，其与机械手的灵活性呈正比，即：自由度越多，灵活性越大，与此同时，机械手的适用性更广、结构愈加复杂。目前，普遍机械手的自由度维持在2～3个。
现阶段，空间机械手主要有两类，一类为多用途...
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