巡检机器人机械臂空间变形解析模型分析

摘要

根据高压输电线路检测环境,提出一种高压输电线路巡检机器人。以该输电线路巡检机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg法建立巡检机器人的连杆坐标系,推导巡检机器人的变换矩阵。并应用微分变换法推导巡检机器人的雅可比矩阵,得到操作空间外力(速度)与关节空间内力(速度)的线性映射关系。机器人操作臂的刚度影响整个机器人的动态特性和定位精度,建立巡检机器人的操作臂刚度矩阵,推导了机器人的末端柔度矩阵。通过关节传递运动和动力,得到末端执行器因各个关节力作用而产生的变形方程,结合变形模型计算末端执行器的最大变形量,并在ANSYS中进行验证末端的最大变形量。最后利用机器人在单位力作用下末端执行器的最大变形量选择最佳的反解路径。