【摘要】：本論文針對(duì)水下捕撈設(shè)計(jì)了一種水下捕撈機(jī)器人,對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。首先,基于仿生學(xué)理論,設(shè)計(jì)了一種新型水下推進(jìn)裝置。其利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性,通過(guò)電機(jī)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)搖桿往復(fù)擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的推進(jìn)。本推進(jìn)裝置的優(yōu)勢(shì)是具有多個(gè)推進(jìn)鰭,也提高了推進(jìn)效率。同時(shí)避免了傳統(tǒng)采用螺旋槳作為推進(jìn)裝置的一些缺點(diǎn)。運(yùn)用MATLAB對(duì)其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)�；趻佪d變浮力原理,完成了水下捕撈機(jī)器人浮沉裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)不同的結(jié)構(gòu),選用合適的材料。并運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行建模,通過(guò)ANSYS Workbench對(duì)浮沉裝置的壓載水艙進(jìn)行了應(yīng)力分析,根據(jù)分析得結(jié)果得出設(shè)計(jì)的耐壓殼體能夠滿足水下50米工作的要求。根據(jù)水下環(huán)境的特殊性,設(shè)計(jì)了一種可以實(shí)現(xiàn)燈光實(shí)時(shí)跟蹤的自動(dòng)定位系統(tǒng)。根據(jù)自動(dòng)定位系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),建立了其的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用D-H法求出了自動(dòng)定位系統(tǒng)的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,運(yùn)用代數(shù)法求出其逆解,闡明了自動(dòng)定位系統(tǒng)中視覺(jué)系統(tǒng)的主動(dòng)云臺(tái)和照明系統(tǒng)的隨動(dòng)云臺(tái)的俯仰角度的關(guān)系。解決了由于光的折射對(duì)目標(biāo)定位的影響,從而提高水下目標(biāo)定位精度。本論文根據(jù)課題任務(wù)要求,設(shè)計(jì)了一種水下機(jī)械手,與自動(dòng)定位系統(tǒng)組成自動(dòng)捕撈系統(tǒng)。建立自動(dòng)捕撈系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解進(jìn)行求解,采用代數(shù)逆解方法求得其逆解。在MATLAB里采用蒙特卡洛法對(duì)水下機(jī)械手的工作進(jìn)行分析研究。
[Abstract]:In this paper, a kind of underwater fishing robot is designed for underwater fishing, and its key technology is studied. Firstly, a new underwater propulsion device is designed based on bionics theory. By using the quick return characteristic of crank rocker mechanism and the continuous rotation of motor, the rocker rod is swung back and forth to realize the propulsion of underwater vehicle. The advantage of the propulsion device is that it has multiple propulsion fins and improves the propulsion efficiency. At the same time, some disadvantages of traditional propeller as propulsion device are avoided. MATLAB is used to optimize the design of transmission mechanism. Based on the principle of variable buoyancy, the structure design of underwater fishing robot is completed. Select suitable materials for different structures. The SolidWorks software is used to model the model, and the stress analysis of ballast tank of floating and sinking device is carried out by ANSYS Workbench. According to the analysis results, the design pressure shell can meet the requirement of underwater work of 50 meters. According to the particularity of underwater environment, an automatic positioning system is designed, which can realize real-time lighting tracking. According to the mechanical structure of the automatic positioning system, the kinematics mathematical model is established. The positive kinematics equation of the automatic positioning system is obtained by using D-H method, the inverse solution is obtained by using the algebraic method, and the relation between the active cloud head of the vision system in the automatic positioning system and the pitch angle of the following cloud head of the lighting system is clarified. The effect of light refraction on target location is solved, and the accuracy of underwater target location is improved. According to the task requirement, an underwater manipulator is designed in this paper, which is composed of an automatic fishing system and an automatic positioning system. The kinematics model of automatic fishing system is established and the positive kinematics solution is solved. The inverse solution is obtained by algebraic inverse solution method. The work of underwater manipulator is studied by Monte Carlo method in MATLAB.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2259922