飛機油箱檢查機器人結構及運動學研究.pdf

1、飛機燃油泄漏不僅浪費了資源、增加了成本，而且飛機很有可能提前迫降、發(fā)生航空事故。為確保飛機能夠安全飛行，機務人員需要定期地檢查飛機油箱密封狀態(tài)。而飛機油箱滲漏及腐蝕的檢查一直是民航機務維修中相當棘手的問題。目前，油箱內部的密封檢查主要通過人工的方式實現(xiàn)。然而，油箱內遍布油漬，并混雜著油氣，為易燃易爆的惡劣環(huán)境，亟需一種能夠代替工作人員進入飛機油箱內部進行檢測的裝備。
　　首先，依據(jù)飛機油箱的內部環(huán)境，結合連續(xù)型結構特點設計一種適用

2、于飛機油箱檢查的機器人的整體機械結構。該機器人結構結合了柔性的蛇臂機構與剛性的直線模組，可以進入油箱內部，需要具有遍歷性、可達性、防爆和防腐蝕的性能；直線模組在油箱外部，需要為蛇臂機構提供基礎定位、支撐及引導的功能。所設計的結構體現(xiàn)了內外配合、剛柔結合的特點，是機器人高效率可靠地完成油箱缺陷檢查的前提。
　　其次，針對所設計的連續(xù)型機器人結構，建立了單關節(jié)及多關節(jié)運動學的求解模型。對具有柔性特征的連續(xù)型單關節(jié)采用投影曲率法建立了驅

3、動線變化量與關節(jié)角變量兩者之間的關系，通過虛坐標變換方法建立了關節(jié)角變量和關節(jié)末端位姿兩者之間的關系，導出了單關節(jié)運動學的正解及逆解，對誤差條件進行分析，驗證提出運動學前提是可行的。在分析了單關節(jié)運動學基礎上推導出多關節(jié)之間解耦運動學方程。通過運動學仿真，驗證了提出虛坐標變換運動學方法的正確性。
　　最后，依據(jù)油箱檢查機器人機械結構及運動特點設計了硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)。通過搭建的具有三個連續(xù)型關節(jié)的實驗樣機，建立運動學控制算法，仿真