(青岛理工大学(临沂) 机械与电子工程系，山东 临沂 273400)

0 引言

机械臂属于一种复杂系统，具有高精度、多输入输出、非线性高、耦合性强的特点。机械臂的硬件结构有灵巧手、电路系统、连杆传动装置、控制器、驱动装置，以及相关通信设备。除此之外，机械臂设计寿命普遍很长，而在轨过程中可能出现维护困难甚至无法维修的状况[1]。由于机械臂通常具有比较大的输出力矩，机械臂的失控可能造成很严重的，具有强破坏性的后果，所以机械臂的运行安全必须严格重视。

在工业生产率方面，传统的起重机机械臂显示性能较差，而且产品的生产成本较大，工作性能也并不全面[2]。为了改善传统起重机的缺点，基于最小二乘法的桥式起重机被提出，它可以将起重机机械臂关节控制的部分模块更加标准化，依据不相同起重需求，将所需的模块进行处理，就可以获得工作任务中所需的起重机类型和规格。通过这些不仅能够满足用户需求，尽快地构造出需要的起重机类型，而且可以将整个起重机机械臂的工作性能有所改善。

1 硬件结构总体构架

机械臂是支撑部件，设计时需考虑 提升物体的重量、承重范围、运动时的动载问题，还要考虑其转动惯性[3]。在机械臂的可靠性与容错性能方面，需要极高的标准[4]。图1为机械臂的总体硬件构架图。

图1 机械臂总体构架图

机械臂作为一个复杂系统，可能受外界因素干扰和未建模动态等因素影响。所以机械臂的建模模型同样具备不确定性，针对不同的任务需求，对机械臂的相关运动进行设计与规划，进而达到级联组成末端位姿的使用效果[5-6]。……