陈引生++崔勇++刘蕴青++王燕

摘 要：土壤采样机械臂是深空着落探测器进行采样探测的必要机构。根据深空探测的环境要求，设计出满足结构强度的高可靠性的轻质机械采样臂，采用一个旋转关节和两个移动关节组成三自由度方案。对移动关节和旋转关节进行设计，对采样加热组件进行设计。对采样机械臂系统作运动学分析，采用D-H法建立系统运动模型，设置各关节坐标系，推导出各坐标系之间的坐标变换矩阵以及坐标向量矩阵，得到运动学正解和运动学逆解方程，为后续的分析及研究做准备。

关键词：采样机械臂 D-H坐标 运动学正解 运动学逆解

中图分类号：TH11 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0012-03

轻质土壤采样分析机器人是当前航天探测领域研究的一个热点。它一般采用履带式或者特殊轮式着落车加装机械臂的结构，能自主的完成采样及分析作业。机械臂是机器人作业的主要执行机构，一般是由一系列连杆通过转动或者移动关节串联而成的空间机构[1]。机械臂的运动学正解、逆解是进行机械臂末端执行器路径规划、各关节运动运动控制以及机械臂的动力学分析的关键。设计高可靠性的轻质土壤采样机械臂，给出其运动学正解以及运动学逆解，为后续的分析调试提供基础。

1 结构设计

1.1 方案设计

功能上采样机械臂固定于着落车上，根据指令进行的转动、升降以及钻头的旋转、升降来成土壤的采样任务，通过加热仓完成加热任务，为后续的科学研究做准备。……