隨著人類對(duì)海洋探索的不斷深入,科學(xué)考察與水下作業(yè)等活動(dòng)也日漸增多,對(duì)支撐這些活動(dòng)的水下作業(yè)設(shè)備、水下作業(yè)技術(shù)也提出了更高的要求,水下液壓機(jī)械臂作為水下作業(yè)的主流工具之一,通常會(huì)搭載在水下機(jī)器人上共同完成水下作業(yè)。目前水下機(jī)械臂的控制方式以主從伺服控制為主,雖然主從伺服控制方式較為成熟且被廣泛應(yīng)用,但其作業(yè)效果很大程度上取決于工作人員對(duì)于水下環(huán)境的感知以及臨場(chǎng)操作,整個(gè)過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),作業(yè)精度低,已經(jīng)越來(lái)越不能滿足高效復(fù)雜的任務(wù)需求。如何將自主作業(yè)技術(shù)應(yīng)用于水下復(fù)雜作業(yè)任務(wù)是目前亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械臂自主作業(yè)面臨著諸多問(wèn)題,例如水下機(jī)械臂的建模與運(yùn)動(dòng)控制、水下目標(biāo)物識(shí)別與定位、水下機(jī)械臂軌跡規(guī)劃等。本文將研究重點(diǎn)放在水下液壓機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制之上,將深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)與水下液壓機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)典型目標(biāo)物的自主抓取,具體內(nèi)容如下:首先,為水下液壓機(jī)械臂建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并對(duì)其工作空間進(jìn)行分析求解,針對(duì)機(jī)械臂末端定位精度較差的問(wèn)題,對(duì)其進(jìn)行了關(guān)節(jié)標(biāo)定與運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定,保證了機(jī)械臂末端定位精度滿足抓取要求。其次,為水下液壓機(jī)械臂搭建了基于ROS的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),包括上位機(jī)中利... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?１國(guó)外研發(fā)的水下機(jī)械臂??

?第１章緒論???國(guó)內(nèi)對(duì)于水下機(jī)械臂的研宄始于上世紀(jì)７０年代，起步相對(duì)較晚，受限于技??術(shù)以及研發(fā)成本，起步階段開(kāi)展研宄的單位主要是研宄所和高校，經(jīng)過(guò)近半世紀(jì)??的研究與積累，國(guó)內(nèi)研發(fā)的水下機(jī)械臂水平有了明顯提高，其中比較具有代表性??的水下機(jī)械臂如圖１．２所示。????ｉ＾Ｐｉ??慝?Ｊ．?＿＾３�。Ф憾�??ｉｆ?＾ｍＷＢｍ??（ａ）浙江大學(xué)７功能液壓機(jī)械臂［９］?（ｂ）沈陽(yáng)自動(dòng)化研宂所７功能液壓機(jī)械臂??圖１．２國(guó)內(nèi)研發(fā)的水下機(jī)械臂??水下機(jī)械臂通常被搭載于水下機(jī)器人之上，水下機(jī)械臂與水下機(jī)器人共同組??成水下作業(yè)系統(tǒng)，水下機(jī)器人可以分為三種類型，分別是載人潛水器（ＨＯＶ，??Ｈｕｍａｎ?Ｏｃｃｕｐｉｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅｓ）、遙控水下機(jī)器人（ＲＯＶ，Ｒｅｍｏｔｅｌｙ?Ｏｐｅｒａｔｅｄ?Ｖｅｈｉｃｌｅ）??以及自主水下機(jī)器人（ＡＵＶ，ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＶｅｈｉｃｌｅ）丨１】，其中ＨＯＶ作??業(yè)是依靠處于密封載人艙內(nèi)的潛航員，通過(guò)觀察窗觀察艙外的環(huán)境或水下攝像機(jī)??反饋的環(huán)境信息來(lái)操作作業(yè)工具，完成作業(yè)任務(wù)；ＲＯＶ的作業(yè)方式為首先母船??通過(guò)臍帶纜為ＲＯＶ提供動(dòng)力，到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)后，ＲＯＶ同樣通過(guò)臍帶纜將水下攝??像機(jī)捕捉到的水下環(huán)境信息反饋給母船，母船上的操作人員上根據(jù)反饋回來(lái)的視??頻，完成水下作業(yè)；ＡＵＶ?—般負(fù)責(zé)的是對(duì)特定區(qū)域的勘測(cè)和數(shù)據(jù)采集，本身不??攜帶作業(yè)工具。除了以上三種常見(jiàn)的水下機(jī)器人外，還有一種將ＡＵＶ與ＲＯＶ特??點(diǎn)相結(jié)合的較新的水下機(jī)器人ＡＲＶ?（ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｍｏｔｅｌｙ－ｏｐｅｒａｔｅｄＶｅｈｉｃｌｅ），但??由于水下作業(yè)對(duì)水下機(jī)器人儲(chǔ)備能

??第１章緒論???Ｗｍｍｋ??圖１．?３遙操作作業(yè)??１．２．２水下機(jī)械臂自主作業(yè)研究現(xiàn)狀??隨著近年水下機(jī)器人的智能程度越來(lái)越高，有學(xué)者提出了?Ｉ－ＡＵＶ??（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ?Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?Ｖｅｈｉｃｌｅ）的概念［１（３］，即使用?ＡＵＶ?作為代??替載人潛水器的載體，通過(guò)攜帶機(jī)械臂，在無(wú)人干預(yù)或最少人為干預(yù)的條件下，??直接與未知模型的水下結(jié)構(gòu)物接觸，執(zhí)行水下自主作業(yè)ｌｎ］。Ｉ－ＡＵＶ可以應(yīng)用于海??底設(shè)備安裝、水下考古工作、水下生物探測(cè)等作業(yè)任務(wù)，目前仍處于研宄階段，??尚未投入工程應(yīng)用，世界上早期的幾個(gè)Ｉ－ＡＵＶ如圖１．４所示，從左到右依次為法??國(guó)的?ＡＬＩＶＥ?ＡＵＶ【１２］、美國(guó)的?ＳＡＵＶＩＭＡＵＶ１１３］以及西班牙的?ＧＩＲＯＮＡ?５００?ＡＵＶｌ｜４］。??Ｋ｜Ｂ�。洌穑纾�??ＳＥＨＵ?—Ｉ??圖１．?４典型的Ｉ－ＡＵＶ??１９９７?年，美國(guó)夏威夷大學(xué)發(fā)起了?ＳＡＵＶＩＭ?（Ｓｅｍｉ－Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ??Ｖｅｈｉｃｌｅ?ｆｏｒ?Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ?Ｍｉｓｓｉｏｎｓ）項(xiàng)目，該項(xiàng)目的主要研究目標(biāo)是開(kāi)發(fā)搭載機(jī)械??臂的６０００米自主／半自主作業(yè)型ＡＵＶ系統(tǒng)。在水中ＳＡＵＶＩＭ的目標(biāo)定位方案根??據(jù)距離目標(biāo)物的遠(yuǎn)近可分為三種方案［１３，１５】（如圖１．５所示）：??１）長(zhǎng)距離：距離目標(biāo)超過(guò)４０米時(shí)，ＳＡＵＶＩＭ利用搭載的３７５ｋＨｚ的成像聲??吶進(jìn)行目標(biāo)掃描和定位；??２）中等距離：２？４０米之間，使用精度更高的雙頻識(shí)別聲吶（ＤｕａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ??Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?Ｓｏｎａｒ：?ＤＩＤＳＯＮ）進(jìn)行目標(biāo)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌 建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)——我國(guó)海洋政策發(fā)展歷程與方向[J]. 付玉,王芳.  國(guó)土資源. 2019(10)
[2]邁進(jìn)高維連續(xù)空間:深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 多南訊,呂強(qiáng),林輝燦,衛(wèi)恒.  機(jī)器人. 2019(02)
[3]基于三級(jí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物體抓取檢測(cè)[J]. 喻群超,尚偉偉,張馳.  機(jī)器人. 2018(05)
[4]雙機(jī)械手協(xié)同運(yùn)動(dòng)模型及其工作空間分析[J]. 李情,茅健,朱姿娜,周玉鳳.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2017(11)
[5]一種基于深度學(xué)習(xí)的機(jī)械臂抓取方法[J]. 杜學(xué)丹,蔡瑩皓,魯濤,王碩,閆哲.  機(jī)器人. 2017(06)
[6]一種基于視覺(jué)測(cè)量的大型碟式聚光器鏡面單元位姿調(diào)節(jié)方法[J]. 陳瑜,彭佑多,顏健,余佳煥,李詩(shī)晴,王旻輝.  湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[7]基于模糊強(qiáng)化學(xué)習(xí)的微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)械臂人機(jī)交互方法[J]. 杜志江,王偉,閆志遠(yuǎn),董為,王偉東.  機(jī)器人. 2017(03)
[8]外骨骼式上肢康復(fù)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃及仿真[J]. 國(guó)許東,王鈺,佟河亭.  青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[9]基于蒙特卡洛法的七自由度擬人機(jī)械臂工作空間分析[J]. 何價(jià)來(lái),羅金良,宦朋松,鄧健.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2015(03)
[10]液壓油溫度過(guò)高的原因與降溫措施[J]. 曹廣文.  工程機(jī)械與維修. 2011(04)

碩士論文
[1]基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的雙臂機(jī)器人物體抓取[D]. 劉錢(qián)源.山東大學(xué) 2019
[2]《紐約時(shí)報(bào)》海洋生態(tài)新聞研究（2016.1.1-2019.1.1）[D]. 王冰曦.河北大學(xué) 2019
[3]基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的機(jī)械臂控制研究[D]. 卜令正.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[4]水下機(jī)械臂軌跡規(guī)劃及控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張奇.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[5]基于機(jī)器視覺(jué)的電能表掛載狀態(tài)檢測(cè)與精確定位系統(tǒng)研發(fā)[D]. 王彬.南京航空航天大學(xué) 2017
[6]機(jī)械手作業(yè)擾動(dòng)下UUV動(dòng)態(tài)控位技術(shù)研究[D]. 張耕實(shí).哈爾濱工程大學(xué) 2014
[7]機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)辨識(shí)及冗余參數(shù)研究[D]. 張?jiān)?哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定及誤差分析研究[D]. 夏天.上海交通大學(xué) 2009
[9]基于單目視覺(jué)的水下目標(biāo)識(shí)別與定位技術(shù)研究[D]. 尚云超.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[10]壓力適應(yīng)型深海水下液壓機(jī)械手及主從式多關(guān)節(jié)復(fù)合控制研究[D]. 章艷.浙江大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3490291