發(fā)展核電是當前緩解能源需求的一個最有效的途徑,而確保核電安全是發(fā)展核事業(yè)的首要任務。由于核電站中核設備數(shù)量龐雜繁多、許多地方人為操作無法勝任,加之核電站局部區(qū)域存在大量的放射性物質,輻射量較大,對相關設備進行操作危及人身安全,因此在核電站進行日常檢測、維修以及事故處理的過程中通常使用機器人。如何令機器人準確運動到待檢修設備的區(qū)域,以及到達指定區(qū)域后機械手如何平穩(wěn)地對待檢修設備進行操作是本文研究的兩個主要內容。 首先,本文闡述了核電站檢修的任務表示和任務分解,然后提出了核電站檢修機器人的運動規(guī)劃問題,將運動規(guī)劃問題拆分成對底座以及對機械臂兩部分的分別探究,并對現(xiàn)有研究情況進行了介紹,說明了運動規(guī)劃問題亟須解決的必要性。 隨后,本文結合核電站內部的路面因素、履帶滑移以及機器人運動參數(shù)等因素,建立了履帶機器人的動力學模型,由此推導出履帶機器人的運動表達式,并對不同姿態(tài)的機械臂對機器人整體質心的影響進行分析,推導出不同臂形下的機器人運動的修正表達式,最后通過實驗驗證了上述表達式的正確性和合理性。 最后,本文對機械臂進行了運動學分析,建立了機械臂各關節(jié)的變換表達式,推導出機械臂各關節(jié)坐標的正逆解...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 核電站檢修的研究背景及現(xiàn)狀
        1.1.1 核電發(fā)展與核電站檢修工作背景
        1.1.2 核電站檢修機器人的研究綜述
    1.2 本課題的研究目的及意義
    1.3 本文的研究內容和組織結構
第2章 核電站履帶式檢修機器人的運動規(guī)劃
    2.1 引言
        2.1.1 任務表示與任務分解
        2.1.2 運動規(guī)劃問題的提出
    2.2 履帶的運動分析和相關參數(shù)的修正
    2.3 機械臂的運動分析和軌跡規(guī)劃問題
    2.4 履帶機器人運動學和動力學的研究
    2.5 機械臂的運動分析和軌跡規(guī)劃的研究
    2.6 本章小結
第3章 履帶運動分析及其運動參數(shù)的修正
    3.1 引言
    3.2 履帶的運動分析
        3.2.1 一般轉向性分析
        3.2.2 履帶行駛受力分析以及動力學方程
        3.2.3 履帶運動學方程
        3.2.4 車體瞬時速度和轉彎半徑
    3.3 履帶機器人運動參數(shù)的修正
        3.3.1 位姿引起的質心變化
        3.3.2 質心變化對各參數(shù)的影響
    3.4 實驗驗證
        3.4.1 控制軟件設計及參數(shù)設置
        3.4.2 實驗過程
        3.4.3 實驗結果和分析
    3.5 本章小結
第4章 五自由度機械臂的運動分析及其軌跡規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 履帶式檢修機器人機械臂的運動分析
        4.2.1 對剛體位姿和齊次變換法的描述
        4.2.2 機械臂各連桿及關節(jié)的表示方法
        4.2.3 五自由度機械臂運動學正解
        4.2.4 五自由度機械臂運動學逆解
        4.2.5 機械臂工作空間的探討
    4.3 五自由度機械臂的軌跡規(guī)劃
        4.3.1 軌跡規(guī)劃評價指標
        4.3.2 優(yōu)化組合分段函數(shù)的軌跡規(guī)劃方法
        4.3.3 與其它軌跡規(guī)劃方法的比較
    4.4 仿真實驗
        4.4.1 實驗過程
        4.4.2 實驗結論
    4.5 本章小結
第5章 總結與展望
    5.1 本文研究工作總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
附錄



本文編號：4004362