水下機(jī)械臂常搭載在水下航行器上,用于水下礦物資源與海洋生物資源的開(kāi)采。由于機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)本身就具有非線性、強(qiáng)耦合性,而復(fù)雜水下環(huán)境的水動(dòng)力干擾和噪聲更能影響機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制,其精確的控制模型往往無(wú)法獲得,傳統(tǒng)控制方法效果不佳。因此,面向水下機(jī)械臂,研究一種精度較高、穩(wěn)定性較好、控制較有效的控制方法成為一種較為重要的研究課題方向。本文針對(duì)以上控制難點(diǎn),以設(shè)計(jì)的水下電動(dòng)機(jī)械臂為模型,提出了一種基于模糊RBF（radial basis function,徑向基函數(shù)）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法,進(jìn)而提升水下機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制性能。本文主要內(nèi)容如下:首先,本文設(shè)計(jì)了一種水下電動(dòng)機(jī)械臂,以制定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械臂整體進(jìn)行設(shè)計(jì),包括自由度、整體構(gòu)型、本體材料及驅(qū)動(dòng)方式選擇,同時(shí)對(duì)機(jī)械臂部分關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證其設(shè)計(jì)強(qiáng)度的可靠性。然后,對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模分析,利用D-H表示法建立機(jī)械臂每個(gè)關(guān)節(jié)的坐標(biāo)系,得到了正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;利用數(shù)值迭代法再反向進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,得到逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行基于蒙特卡洛法的工作空間分析,在Matlab軟件仿真中得到了機(jī)械臂的工作空間。再次,對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模分析,利... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２?“阿爾文”號(hào)水下工作圖??１９９２，“”，１－３１－４??

?第１章緒論???滅逢??圖１－３?“海溝”號(hào)概貌圖?圖１－４?“海溝”號(hào)吊裝下潛圖??而隨著技術(shù)的發(fā)展，目前系列化商用水下機(jī)械臂型號(hào)越來(lái)越多，主要代表有：??美國(guó)?Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ?公司的?Ｏｒｉｏｎ４Ｒ、Ｃｏｎａｎ?７Ｐ、Ｒｉｇ?Ｍａｓｔｅｒ、Ａｔａｌａｓ７Ｒ；美國(guó)?ＫｒａｆｔＴｅｌｅ??Ｒｏｂｏｔｉｃｓ?公司產(chǎn)的?Ｇｒｉｐｓ、Ｐｒｅｄａｔｏｒｌｌ、Ｒａｐｔｏｒ、Ｖｉｐｅｒ?型號(hào)；美國(guó)?Ｗｅｓｔｅｒｎ?ｓｐａｃｅ?ａｎｄ??ｍａｒｉｎｅ公司的Ａｒｍ６６型機(jī)械臂；此外還有加拿大ＩＳＥ公司Ｍａｇｎｕｍ３？７Ｆ；英國(guó)??Ｈｙｄｒｏ２Ｌｅｋ?公司的?ＨＬＫ２ＭＡ４、ＥＨ５、ＨＤ６／６Ｂ／６Ｒ、ＣＲＡ６?等［１５］。下面給出幾個(gè)??典型型號(hào)的特性參數(shù)。??圖１－５所示為美國(guó)Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ?Ｒｏｂｏｔｉｃｓ公司研制的ＯＲＩＯＮ?４Ｒ機(jī)械臂。主要技??術(shù)指標(biāo)：液壓驅(qū)動(dòng)，最低工作壓力ｌ〇．３Ｍｐａ，最高２０．７Ｍｐａ；有效工作范圍６８２ｍｍ，??手爪最大幵距１９８ｍｍ；空氣中自重３０ｋｇ，海水中２１ｋｇ，抓舉重物最大質(zhì)量１３６ｋｇ，??夾緊力４４４８Ｎ；腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩為１７０Ｎ＇ｍ，腕部以６－３５ｎ／ｍｉｎ的速度連續(xù)３６０°旋轉(zhuǎn)，??肩部轉(zhuǎn)動(dòng)范圍１２０°，大臂１２０°。??Ｉ?Ｋ??Ｉ??圖１－５?ＯＲＩＯＮ?４Ｒ機(jī)械臂?圖１－６?Ｖｉｐｅｒ型機(jī)械臂??圖１－６所示為美國(guó)Ｋｒａｆｔ?Ｔｅｌｅ?Ｒｏｂｏｔｉｃｓ公司研制的Ｖｉｐｅｒ型機(jī)械臂。主要技術(shù)??指標(biāo)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，比例或閉環(huán)位置控制；自重２５ｋｇ，抓舉重物最大質(zhì)量２０．４ｋｇ；??工作范圍丨２７０ｍｍ：肩部回轉(zhuǎn)角３００°，手臂俯仰角２２５°，肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)角２００°，前?

?第１章緒論???滅逢??圖１－３?“海溝”號(hào)概貌圖?圖１－４?“海溝”號(hào)吊裝下潛圖??而隨著技術(shù)的發(fā)展，目前系列化商用水下機(jī)械臂型號(hào)越來(lái)越多，主要代表有：??美國(guó)?Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ?公司的?Ｏｒｉｏｎ４Ｒ、Ｃｏｎａｎ?７Ｐ、Ｒｉｇ?Ｍａｓｔｅｒ、Ａｔａｌａｓ７Ｒ；美國(guó)?ＫｒａｆｔＴｅｌｅ??Ｒｏｂｏｔｉｃｓ?公司產(chǎn)的?Ｇｒｉｐｓ、Ｐｒｅｄａｔｏｒｌｌ、Ｒａｐｔｏｒ、Ｖｉｐｅｒ?型號(hào)；美國(guó)?Ｗｅｓｔｅｒｎ?ｓｐａｃｅ?ａｎｄ??ｍａｒｉｎｅ公司的Ａｒｍ６６型機(jī)械臂；此外還有加拿大ＩＳＥ公司Ｍａｇｎｕｍ３？７Ｆ；英國(guó)??Ｈｙｄｒｏ２Ｌｅｋ?公司的?ＨＬＫ２ＭＡ４、ＥＨ５、ＨＤ６／６Ｂ／６Ｒ、ＣＲＡ６?等［１５］。下面給出幾個(gè)??典型型號(hào)的特性參數(shù)。??圖１－５所示為美國(guó)Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ?Ｒｏｂｏｔｉｃｓ公司研制的ＯＲＩＯＮ?４Ｒ機(jī)械臂。主要技??術(shù)指標(biāo)：液壓驅(qū)動(dòng)，最低工作壓力ｌ〇．３Ｍｐａ，最高２０．７Ｍｐａ；有效工作范圍６８２ｍｍ，??手爪最大幵距１９８ｍｍ；空氣中自重３０ｋｇ，海水中２１ｋｇ，抓舉重物最大質(zhì)量１３６ｋｇ，??夾緊力４４４８Ｎ；腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩為１７０Ｎ＇ｍ，腕部以６－３５ｎ／ｍｉｎ的速度連續(xù)３６０°旋轉(zhuǎn)，??肩部轉(zhuǎn)動(dòng)范圍１２０°，大臂１２０°。??Ｉ?Ｋ??Ｉ??圖１－５?ＯＲＩＯＮ?４Ｒ機(jī)械臂?圖１－６?Ｖｉｐｅｒ型機(jī)械臂??圖１－６所示為美國(guó)Ｋｒａｆｔ?Ｔｅｌｅ?Ｒｏｂｏｔｉｃｓ公司研制的Ｖｉｐｅｒ型機(jī)械臂。主要技術(shù)??指標(biāo)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，比例或閉環(huán)位置控制；自重２５ｋｇ，抓舉重物最大質(zhì)量２０．４ｋｇ；??工作范圍丨２７０ｍｍ：肩部回轉(zhuǎn)角３００°，手臂俯仰角２２５°，肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)角２００°，前?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償器的水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 韓凌云.山東大學(xué) 2019
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[6]七自由度機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與軌跡規(guī)劃研究[D]. 宋少華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
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[8]基于液壓螺旋擺動(dòng)缸的水下機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 陸明松.杭州電子科技大學(xué) 2015
[9]水液壓驅(qū)動(dòng)的水下機(jī)械手及其模糊PID控制方法研究[D]. 趙克楠.哈爾濱工程大學(xué) 2014
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