【摘要】：隨著人類對海洋資源的開發(fā)和利用,機械手作為水下探索器的執(zhí)行機構(gòu),其作用越來越重要。本文研究的機械手是一種液壓驅(qū)動的5自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)機械手。在機械手的研究和開發(fā)過程中,運動學和動力學是反映其特性的重要研究內(nèi)容。運動學能夠反映出來串聯(lián)機構(gòu)中各個構(gòu)件之間的位置變化關(guān)系,對于機械手的軌跡規(guī)劃具有重要的指導意義。針對所設(shè)計的水下采樣機械手,利用D-H法建立其參數(shù)和正運動學模型。由機械手的相鄰3個關(guān)節(jié)軸線相互平行的結(jié)構(gòu)特點,在常用的反變換法的基礎(chǔ)上引入幾何法,得到了逆運動學的封閉解,解的結(jié)構(gòu)簡明并且易于操作,滿足了機械手對水下作業(yè)環(huán)境的逆解要求,為機械手的運動規(guī)劃和軌跡控制提供了依據(jù)。使用MATLAB Robotics Toolbox建立機械手的仿真模型。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,驗證所求得封閉解的可行性和優(yōu)越性。動力學能夠反映出機構(gòu)的運動和關(guān)節(jié)力矩矢量之間存在的關(guān)系,對于機械手的控制和受力分析具有重要的指導意義。本文使用拉格朗日法對水下機械手進行動力分析,并構(gòu)建其拉格朗日的動力學標準方程。文中通過分析和計算給出了動力學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)、重力項系數(shù)。為了能夠準確模擬機械手的工作狀態(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進行三維模型的建立,再將模型導入ADAMS仿真環(huán)境,建立運動模型,最終實現(xiàn)對機械手虛擬樣機的運動學和動力學分析。
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP241;P754

【參考文獻】

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本文編號：2535156