海底作業(yè)4-DOF 機械手設(shè)計、仿真與應(yīng)用研究.pdf

1、水下機器人與水下機械手逐步被研發(fā)用于一些特殊用途。在本論文中設(shè)計了一種用于海底作業(yè)的4-DOF水下機械手并對其進行了仿真與應(yīng)用研究。
　　本論文首先綜述了水下機械手的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對水下機械手的總體方案以及材料、回轉(zhuǎn)方式、密封方式進行了研究，并設(shè)計了控制系統(tǒng)。論文研究內(nèi)容主要包括五個方面：第一，設(shè)計了4-DOF水下機械手的本體結(jié)構(gòu)，主要包括末端執(zhí)行器、腕部、小臂、大臂、以及基座等零部件設(shè)計計算以及仿真分析。第二，運用D-H法對機

2、械手進行運動學(xué)建模，求得運動學(xué)正解和運動學(xué)逆解；運用蒙特卡洛法求解可達(dá)工作空間，并運用MATLAB軟件對工作空間進行了仿真。第三，基于拉格朗日函數(shù)建立水下機械手動力學(xué)方程，運用切片方法對機械手進行了水動力計算，并運用拋物線過渡插值法進行軌跡規(guī)劃研究，用MATLAB軟件對水下機械手的典型狀態(tài)進行了動力學(xué)仿真。第四，進行了水下機械手實驗，包括實驗室調(diào)試、湖試與海試。最后，針對一種海底微生物懸浮富集裝置研究了水下機械手操作應(yīng)用方法。