【摘要】：隨著人類對海洋資源的開發(fā)和利用,機(jī)械手作為水下探索器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),其作用越來越重要。本文研究的機(jī)械手是一種液壓驅(qū)動(dòng)的5自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)械手。在機(jī)械手的研究和開發(fā)過程中,運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)是反映其特性的重要研究內(nèi)容。運(yùn)動(dòng)學(xué)能夠反映出來串聯(lián)機(jī)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件之間的位置變化關(guān)系,對于機(jī)械手的軌跡規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。針對所設(shè)計(jì)的水下采樣機(jī)械手,利用D-H法建立其參數(shù)和正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。由機(jī)械手的相鄰3個(gè)關(guān)節(jié)軸線相互平行的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在常用的反變換法的基礎(chǔ)上引入幾何法,得到了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的封閉解,解的結(jié)構(gòu)簡明并且易于操作,滿足了機(jī)械手對水下作業(yè)環(huán)境的逆解要求,為機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和軌跡控制提供了依據(jù)。使用MATLAB Robotics Toolbox建立機(jī)械手的仿真模型。工具箱內(nèi)部提供的ikine函數(shù)已是獲得工業(yè)機(jī)器人逆解的重要方法,通過與ikine函數(shù)所得結(jié)果的對比分析,驗(yàn)證所求得封閉解的可行性和優(yōu)越性。動(dòng)力學(xué)能夠反映出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和關(guān)節(jié)力矩矢量之間存在的關(guān)系,對于機(jī)械手的控制和受力分析具有重要的指導(dǎo)意義。本文使用拉格朗日法對水下機(jī)械手進(jìn)行動(dòng)力分析,并構(gòu)建其拉格朗日的動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)方程。文中通過分析和計(jì)算給出了動(dòng)力學(xué)方程中的一些重要參數(shù),如偽慣量矩陣、等效慣量系數(shù)、哥氏加速度系數(shù)、重力項(xiàng)系數(shù)。為了能夠準(zhǔn)確模擬機(jī)械手的工作狀態(tài),采用SolidWorks與ADAMS聯(lián)合建模的方式,結(jié)合各軟件之所長,采用SolidWorks進(jìn)行三維模型的建立,再將模型導(dǎo)入ADAMS仿真環(huán)境,建立運(yùn)動(dòng)模型,最終實(shí)現(xiàn)對機(jī)械手虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP241;P754

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2535156