機械手試驗系統(tǒng)研究.pdf

1、水下機械手是一種機電一體化與先進機器人技術在水下的特殊應用,其研究和推廣應用對于國家深海自然資源的探測開發(fā)利用、深海水下救護、光電通訊、生命科學以及國家的國防軍事等領域有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文的工作主要是針對某型水下機械手進行方案、結構設計及其電液位置伺服控制系統(tǒng)研制。該機械手安裝于水下某狹小空間,又要求能達到一個較大的工作空間,且機械手的手爪需要實時保持水平以利于目標物的抓取與定位,因此文中選用多連桿機構作為機械手的技術方案

2、。其不但滿足工作空間及手爪姿態(tài)的要求,還減少了控制自由度,降低了控制成本。論文在分析機械手工作要求的基礎上,基于多連桿機構工作原理,結合平面解析法和實體建模法求解機械手手爪軌跡范圍,以滿足水下機械手的工作空間要求。針對雙缸串聯(lián)協(xié)作關系,對機械手手爪的正交運動軌跡控制進行了分析,為計算機編程控制奠定了理論基礎。
　　根據(jù)選定的方案,考慮到水下特殊的工作條件、受力特點、運動干涉情況,完成了機械手結構設計。通過對機械手在特殊位姿加載情況

3、下的復雜受力構件進行靜力學計算和Solidworks/simulation仿真分析,滿足了機械手結構的強度、剛度及穩(wěn)定性要求。
　　機械手驅動用的對稱閥控非對稱液壓缸是電液位置伺服控制系統(tǒng)建模的難點,本文在對負載流量和負載壓力重新定義的基礎上,分析了液壓彈簧-質量系統(tǒng)的固有頻率、零位等效容積Vt,基于閥控非對稱缸的傳遞函數(shù),運用matlab/SimHydraulics搭建了閥控非對稱缸的開環(huán)與閉環(huán)模型,根據(jù)零位處系統(tǒng)對階躍信號的速