現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)的進(jìn)步和人口數(shù)量的劇增導(dǎo)致陸地上的適宜生存的地域被過(guò)度開(kāi)發(fā),人類可以利用的資源變得越來(lái)越少;而海洋作為長(zhǎng)久以來(lái)人類未踏足過(guò)的廣袤領(lǐng)域,依舊蘊(yùn)藏著數(shù)量可觀的各類豐富的資源,越來(lái)越吸引著海洋開(kāi)發(fā)者的目光。與此同時(shí),能夠在水下科考的安裝調(diào)試和作業(yè)中發(fā)揮多種作用的水下機(jī)械手成為了研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的水下機(jī)械手多為簡(jiǎn)單的夾持器結(jié)構(gòu),只能夾取直徑相對(duì)單一的物體并且對(duì)不同形狀的物體適應(yīng)性較差,難以滿足水下對(duì)抓取可靠性的需求。因此,本文面向柱體直徑尺寸和質(zhì)量均有較大變化范圍的水下合作機(jī)動(dòng)目標(biāo)物,設(shè)計(jì)了一款具有一定自適應(yīng)性的可變位多指欠驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手,并對(duì)該機(jī)械手進(jìn)行了分析仿真研究。首先進(jìn)行了機(jī)械手總體方案的研制與其結(jié)構(gòu)布置參數(shù)的優(yōu)化。針對(duì)機(jī)械手在水下工作的任務(wù)要求、擬抓取的對(duì)象參數(shù)以及工作環(huán)境,綜合考慮機(jī)構(gòu)的抓取方式、抓取力以及防水防腐性能等因素,對(duì)機(jī)械手的手掌和手指分別給出了兩種可能的設(shè)計(jì)方案,通過(guò)比較分析確定可伸縮手掌和欠驅(qū)動(dòng)連桿式四手指的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)機(jī)械手手指抓取運(yùn)動(dòng),提出了一種綜合抓取形狀和抓取力的抓取質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),并且把它當(dāng)做優(yōu)化指標(biāo)進(jìn)而對(duì)手指連桿的尺寸和結(jié)構(gòu)布置尺寸了優(yōu)化,保障...

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源背景及研究的目的和意義
    1.2 水下機(jī)械手的研究現(xiàn)狀
    1.3 欠驅(qū)動(dòng)仿生機(jī)械手研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 水下抓取機(jī)械手的總體方案與參數(shù)優(yōu)化
    2.1 水下抓取機(jī)械手的主要技術(shù)指標(biāo)
    2.2 水下抓取機(jī)械手的方案設(shè)計(jì)
        2.2.1 手指抓取模塊的方案設(shè)計(jì)
        2.2.2 手掌變位模塊的方案設(shè)計(jì)
        2.2.3 機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案
    2.3 機(jī)械手抓取質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.3.1 抓取形狀評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.3.2 抓取力評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.3.3 抓取質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)
    2.4 手指欠驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.4.1 機(jī)械手手指主連桿機(jī)構(gòu)的尺寸優(yōu)化
        2.4.2 手指欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.5 手指結(jié)構(gòu)布置參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 水下欠驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手的建模與分析
    3.1 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間分析
    3.2 末端接觸坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系之間的映射關(guān)系
    3.3 機(jī)械手抓取靜力學(xué)分析
        3.3.1 被抓取物體的靜力學(xué)分析
        3.3.2 機(jī)械手水下抓取的靜力學(xué)分析
    3.4 機(jī)械手抓取誤差分析
    3.5 機(jī)械手手指運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.5.1 對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
        3.5.2 對(duì)手指機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 可變位欠驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析
    4.1 驅(qū)動(dòng)裝置的選型與防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 手掌變位模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.3 手指抓取模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.4 機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)
    4.5 機(jī)械手本體的有限元分析
    4.6 機(jī)械手的動(dòng)力分析
        4.6.1 基于微分原理的手指連桿水阻力方程的推導(dǎo)
        4.6.2 機(jī)械手連桿機(jī)構(gòu)的逆動(dòng)力學(xué)分析
        4.6.3 機(jī)械手的正動(dòng)力學(xué)分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 水下欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的控制仿真與抓取策略
    5.1 基于Matlab Simspace和 Fluent的機(jī)械手水動(dòng)力仿真分析
        5.1.1 Fluent流體仿真求解水阻力系數(shù)
        5.1.2 基于Simspace的機(jī)械手水動(dòng)力仿真
    5.2 手指的PID控制建模與聯(lián)合仿真
        5.2.1 PID控制模型的建立
        5.2.2 Adams與 Simulink單根手指聯(lián)合控制仿真
        5.2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析的Adams仿真驗(yàn)證
    5.3 機(jī)械手的抓取策略
        5.3.1 面向非固定物體的可行抓取區(qū)間仿真分析
        5.3.2 面向非固定物體抓取的綜合抓取策略
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3943871