配置在水下機(jī)器人上的深海機(jī)械手是水下機(jī)器人系統(tǒng)作業(yè)的核心工具,相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人已知的工作環(huán)境,水下機(jī)械手多采用遙控式的操作方式潛到海底進(jìn)行作業(yè),其工作環(huán)境未知且相比陸地上的環(huán)境更加復(fù)雜多變。為了應(yīng)對(duì)海底復(fù)雜未知的工作環(huán)境,對(duì)水下機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性、工作空間及軌跡規(guī)劃的研究顯得更加重要。運(yùn)動(dòng)學(xué)研究可以反映機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)性能,工作空間分析可以反映機(jī)械手的作業(yè)范圍,是對(duì)機(jī)械手進(jìn)行操作時(shí)的重要參考指標(biāo),軌跡規(guī)劃更是對(duì)機(jī)械手的實(shí)際工作過(guò)程和控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。本文即針對(duì)自主研發(fā)的一種四自由度水下機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,對(duì)本文所研究的四自由度水下機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行了分析,說(shuō)明了機(jī)械手系統(tǒng)的組成及各個(gè)模塊的功用,探討了水下機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式的選擇策略。并且建立了機(jī)械手模型的D-H前置參考坐標(biāo)系,確定了機(jī)械手各連桿關(guān)節(jié)之間的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。其次,基于D-H參數(shù)法求解了機(jī)械手的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,使用傳統(tǒng)代數(shù)法求解了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解,并且將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于求解四自由度水下機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解中,搭建了求解逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),驗(yàn)證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的可靠性,并基...

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 水下機(jī)械手國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手正運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.4 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手軌跡規(guī)劃方法研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 水下機(jī)械手系統(tǒng)分析及參數(shù)確定
    2.1 引言
    2.2 水下機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 水下機(jī)械手系統(tǒng)
        2.2.2 水下機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式
    2.3 水下機(jī)械手參數(shù)確定
        2.3.1 機(jī)械手的位姿描述
        2.3.2 連桿坐標(biāo)系及機(jī)械手參數(shù)確定
    2.4 本章小結(jié)
第3章 四自由度水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
        3.2.1 齊次坐標(biāo)變換
        3.2.2 正向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
    3.3 四自由度水下機(jī)械手逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
    3.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械手逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
        3.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學(xué)習(xí)規(guī)則
        3.4.2 BP網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)
        3.4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和結(jié)果分析
        3.4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差分析
    3.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的驗(yàn)證
        3.5.1 虛擬樣機(jī)的建立
        3.5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)聯(lián)合仿真
    3.6 本章小結(jié)
第4章 四自由度機(jī)械手工作空間及靈活度分析
    4.1 引言
    4.2 水下機(jī)械手工作空間
    4.3 四自由度機(jī)械手雅克比矩陣
        4.3.1 雅克比矩陣
        4.3.2 基于全微分法的雅克比矩陣求解
    4.4 靈巧度分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 機(jī)械手關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃與仿真研究
    5.1 引言
    5.2 深海微生物培養(yǎng)罐投放方式研究
        5.2.1 深海懸浮培養(yǎng)罐操作方式
        5.2.2 深海培養(yǎng)罐布置方式
        5.2.3 水下機(jī)械手工作過(guò)程分析
    5.3 關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃
        5.3.1 軌跡規(guī)劃流程
        5.3.2 三次樣條插值算法
    5.4 四自由度機(jī)械手軌跡規(guī)劃及仿真
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3868431