[发明专利]空间机械臂抓捕非合作目标的多面体碰撞动力学分析方法有效
| 申请号： | 201710861285.1 | 申请日： | 2017-09-21 |
| 公开（公告）号： | CN107520844B | 公开（公告）日： | 2019-09-24 |
| 发明（设计）人： | 罗建军;许若男;王明明;袁建平;朱战霞;罗成 | 申请（专利权）人： | 西北工业大学 |
| 主分类号： | B25J9/16 | 分类号： | B25J9/16 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人： | 李宏德 |
| 地址： | 710072 陕西*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明一种空间机械臂抓捕非合作目标的多面体碰撞动力学分析方法，包括如下步骤：步骤1，建立空间机械臂的动力学模型；步骤2，将空间机械臂的末端表示为多个多面体的组合，将非合作目标表示为一个多面体；依次将表示空间机械臂末端的多个多面体对表示非合作目标的一个多面体进行碰撞检测，检测两个不同多面体是否碰撞；若无碰撞则重复步骤2，若有碰撞则检测两个不同多面体的碰撞交点；步骤3，根据两个不同多面体的碰撞交点，通过非线性阻尼模型对空间机械臂抓捕非合作目标过程中的碰撞力进行求解；步骤4，将碰撞力代入到动力学方程中得到抓捕过程中的碰撞响应。本发明设计合理，实施简单，分析计算保真度高，更加接近实际情况。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 空间 机械 抓捕 合作 目标 多面体 碰撞 动力学 分析 方法 | ||
【主权项】：
1.一种空间机械臂抓捕非合作目标的多面体碰撞动力学分析方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，建立空间机械臂的动力学模型；动力学模型包括运动学方程与动力学方程；步骤2，将空间机械臂的末端表示为多个多面体的组合，将非合作目标表示为一个多面体；依次将表示空间机械臂末端的多个多面体对表示非合作目标的一个多面体进行碰撞检测，检测两个不同多面体是否碰撞；若无碰撞则重复步骤2，若有碰撞则检测两个不同多面体的碰撞交点；步骤3，根据两个不同多面体的碰撞交点，通过非线性阻尼模型对空间机械臂抓捕非合作目标过程中的碰撞力进行求解，得到的碰撞力如下式所示，![]()
其中，γ是碰撞的载荷系数，E*为材料常数，A'是接触面积，τ′max是接触面的形状系数，δmax是接触面最大的法向面变形，b'＝b/k，b和k分别为阻尼系数和接触刚度，![]()
是碰撞速度；步骤4，将求解得到的碰撞力代入到空间机械臂的动力学方程中得到抓捕过程中的碰撞响应。
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