面向壓水反應(yīng)堆水下爬行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析及路徑規(guī)劃研究.pdf

1、目前，核電站環(huán)境中存在著輻射強(qiáng)度高、水體腐蝕性強(qiáng)等問(wèn)題，為了保護(hù)維修操作人員的安全，將機(jī)器人技術(shù)引入到核工業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛地共識(shí)。核電站水下爬行機(jī)器人能夠替代維修操作人員完成反應(yīng)堆堆芯和水池的異物檢查、打撈操作，保證其人身安全，逐漸成為當(dāng)今核電機(jī)器人的主要研究方向之一。本文在國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“核電站多功能水下爬行機(jī)器人”（課題編號(hào)：2011AA040201）的支持下，對(duì)核電站水下爬行機(jī)器人做了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及路徑規(guī)劃研究。
　　本

2、文的主要工作和創(chuàng)新成果：
　　1、對(duì)核電站水下爬行機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立了四自由度機(jī)械手以及核電站水下爬行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲得了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解，速度雅克比矩陣，四自由度機(jī)械手末端執(zhí)行器與驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速以及機(jī)械手各關(guān)節(jié)角速度之間的關(guān)系；分析了機(jī)械手的奇異位形、工作空間、地面抓取空間以及核電站水下爬行機(jī)器人的最優(yōu)位姿，應(yīng)用開(kāi)發(fā)的“機(jī)器人仿真系統(tǒng)”，結(jié)合Matlab Robtics、Adams軟件對(duì)上述進(jìn)行了仿真分析，為機(jī)

3、械手優(yōu)化構(gòu)型以及控制系統(tǒng)的建立提供了理論依據(jù)。
　　2、對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究。根據(jù)核電站水下爬行機(jī)器人的任務(wù)要求，分別研究了移動(dòng)本體的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全局路徑規(guī)劃、完全覆蓋路徑規(guī)劃以及四自由度機(jī)械手的軌跡規(guī)劃，并分別應(yīng)用LabVIEW Robotics、RobotBasic、Matlab Robotics軟件對(duì)機(jī)器人各自規(guī)劃進(jìn)行了仿真與分析，為機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)打下了基礎(chǔ)。
　　3、分析了核電站水下爬行機(jī)器人機(jī)械手抓取難點(diǎn)，探討