本文關(guān)鍵詞：礦井信息探測(cè)機(jī)械手設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

  更多相關(guān)文章： 信息探測(cè) 機(jī)械手 運(yùn)動(dòng)學(xué) 工作空間 Pro/E 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

【摘要】：我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó),煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,故近年來(lái)煤礦事故頻發(fā),已造成重大的人員傷亡。為了及時(shí)挽救遇難礦工的生命,降低國(guó)家和人民的財(cái)產(chǎn)損失,煤礦信息探測(cè)及救援機(jī)器人的研制成為當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)工作的一個(gè)重要任務(wù)。本文主要探討了以下幾方面的內(nèi)容:一、礦井信息探測(cè)機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)。由于煤礦災(zāi)害發(fā)生后礦井環(huán)境的復(fù)雜性,傳統(tǒng)的煤礦信息探測(cè)及救援機(jī)器人的行走受到了極大的限制。本文采用能夠沿頂板軌道行走的礦井信息探測(cè)機(jī)械手進(jìn)行災(zāi)害信息探測(cè),該信息探測(cè)機(jī)械手具有三自由度,并且裝有防爆攝像頭、多參數(shù)氣體探測(cè)傳感器,手爪,并建立了礦井信息探測(cè)機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的Pro/E三維實(shí)體模型。該信息探測(cè)機(jī)械手不僅能夠較好的完成信息探測(cè)及救援物資運(yùn)送,而且避免了復(fù)雜的井下災(zāi)后地理環(huán)境的阻礙,并能完成避障清障任務(wù),為煤礦信息探測(cè)及救援機(jī)器人的發(fā)展提供了一個(gè)新方向。二、礦井信息探測(cè)機(jī)械手正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。為更加準(zhǔn)確地對(duì)運(yùn)行中的礦井信息探測(cè)機(jī)械手末端執(zhí)行器的位置進(jìn)行跟蹤,結(jié)合不同的煤礦巷道形式(水平—傾斜—彎曲),采用D-H參數(shù)法對(duì)礦井信息探測(cè)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)轉(zhuǎn)化模型建模,得出了礦井信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。三、礦井信息探測(cè)機(jī)械手工作空間分析。結(jié)合不同的煤礦巷道形式,對(duì)礦井信息探測(cè)機(jī)械手的工作空間進(jìn)行分析。繪制了礦井信息探測(cè)機(jī)械手的工作空間剖面圖,對(duì)礦井信息探測(cè)機(jī)械手的工作空間范圍進(jìn)行了確定,其工作空間不存在空腔,證實(shí)了本文所設(shè)計(jì)的礦井信息探測(cè)機(jī)械手能夠滿足礦井信息探測(cè)及物資運(yùn)送,避障清障要求。四、礦井信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。采用Pro/E軟件實(shí)現(xiàn)了處于不同軌道形式的礦井信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并進(jìn)行了Pro/E運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得出處于不同軌道形式運(yùn)行的礦井信息探測(cè)機(jī)械手的腕點(diǎn)位移、速度、加速度曲線圖,并證實(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論結(jié)果的正確性,為礦井信息探測(cè)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)分析及控制提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：信息探測(cè) 機(jī)械手 運(yùn)動(dòng)學(xué) 工作空間 Pro/E 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD774
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.1.1 選題目的及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 主要存在問題15-16
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 2 礦井信息探測(cè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)17-36
• 2.1 礦井信息探測(cè)機(jī)械手工作方式介紹17-19
• 2.2 礦井信息探測(cè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-28
• 2.2.1 機(jī)械手設(shè)計(jì)介紹19-20
• 2.2.2 機(jī)械手臂設(shè)計(jì)要求20-21
• 2.2.3 機(jī)械手末端執(zhí)行器選型21-23
• 2.2.4 礦井信息探測(cè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)23-25
• 2.2.5 信息探測(cè)機(jī)械手行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)25-27
• 2.2.6 信息探測(cè)機(jī)械手整體連接設(shè)計(jì)27-28
• 2.3 礦井信息探測(cè)機(jī)械手移動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-31
• 2.4.1 信息探測(cè)機(jī)械手災(zāi)害信息感知系統(tǒng)30-31
• 2.4.2 信息探測(cè)機(jī)械手目標(biāo)、障礙物感知系統(tǒng)31
• 2.5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-33
• 2.5.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-32
• 2.5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)32-33
• 2.6 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-35
• 2.6.1 動(dòng)力源選型33-34
• 2.6.2 電壓轉(zhuǎn)換元件選型34
• 2.6.3 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)34-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 3 礦井信息探測(cè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析36-53
• 3.1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)概述36-38
• 3.1.1 坐標(biāo)變換36-37
• 3.1.2 齊次坐標(biāo)變換37
• 3.1.3 D-H參數(shù)37-38
• 3.2 信息探測(cè)機(jī)械手的正運(yùn)動(dòng)學(xué)問題解析38-45
• 3.2.1 傾斜軌道信息探測(cè)機(jī)械手正運(yùn)動(dòng)學(xué)解析38-42
• 3.2.2 彎曲軌道信息探測(cè)機(jī)械手正運(yùn)動(dòng)學(xué)解析42-45
• 3.3 礦井信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解45-48
• 3.3.1 處于傾斜軌道的信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解45-46
• 3.3.2 處于彎曲軌道的信息探測(cè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解46-48
• 3.4 礦井信息探測(cè)機(jī)械手雅可比矩陣48-52
• 3.4.1 傾斜軌道礦井信息探測(cè)機(jī)械手的雅可比矩陣49-51
• 3.4.2 彎曲軌道礦井信息探測(cè)機(jī)械手的雅可比矩陣51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 4 信息探測(cè)機(jī)械手的工作空間分析53-63
• 4.1 工作空間概述53-55
• 4.2 工作空間中的空洞與空腔55
• 4.3 礦井信息探測(cè)機(jī)械手工作空間解析55-62
• 4.3.1 傾斜軌道的礦井信息探測(cè)機(jī)械手工作空間解析55-59
• 4.3.2 彎曲軌道的礦井信息探測(cè)機(jī)械手工作空間解析59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 礦井信息探測(cè)機(jī)械手的PRO/E運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真63-72
• 5.1 PRO/E運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真概述63-64
• 5.2 使用Pro/E軟件進(jìn)行信息探測(cè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真64-71
• 5.2.1 信息探測(cè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化與仿真模型建立64-65
• 5.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果分析65-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 全文研究總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 作者簡(jiǎn)歷78-79
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79

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本文編號(hào)：975603