水下機器人3-RRR矢量推進球面并聯(lián)機構(gòu)的研究.pdf

1、海洋是生命的搖籃，資源的寶庫，海洋中有豐富的金屬、油氣資源。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，海洋逐漸成為人類生存發(fā)展的“第二空間”。在海洋資源的勘探開發(fā)中，水下機器人可以攜帶攝像頭、機械手臂、聲吶掃描器等一系列探測儀器，能夠在水下攝像、維修、取樣，甚至繪制海底地形。另外，在軍事方面，水下機器人也廣泛應(yīng)用于偵察、監(jiān)聽、掃雷等目的。
　　海下環(huán)境復(fù)雜、條件惡劣，這就要求水下機器人具有良好的機動性和靈活性。目前大多數(shù)水下機器人推進系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)很少

2、結(jié)合在一起，無法達到令人滿意的移動性能。本文將開發(fā)一種基于球面并聯(lián)機構(gòu)的矢量推進器，該裝置能夠同時改變推進力的大小和方向，為水下機器人的推進裝置提供新的設(shè)計思想。
　　本論文主要完成了以下幾個方面的內(nèi)容:
　　通過分析并聯(lián)機構(gòu)的自由度以及構(gòu)造方法，選取一種滿足要求的球面并聯(lián)機構(gòu)，將其用于構(gòu)建水下機器人的矢量推進器，使推進器能夠為水下機器人提供俯仰、偏航、橫滾等自由度的運動。
　　對所選取的3-RRR型球面并聯(lián)機構(gòu)進行結(jié)

3、構(gòu)改進設(shè)計，建立球面并聯(lián)機構(gòu)的模型，分析機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并利用數(shù)值分析方法對機構(gòu)進行了正向和逆向運動學(xué)分析，得到動平臺姿態(tài)與三個驅(qū)動關(guān)節(jié)坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。
　　對該新型矢量推進水下機器人，建立了其固定坐標(biāo)系和船體坐標(biāo)系，分析了水下機器人運動過程中的各個自由度。建立了水下機器人的非線性動力學(xué)方程，針對方程中的各項，比如附加質(zhì)量、科式力和向心力、升力和拉力、推進力和力矩以及浮力和流體加速力等進行了詳細(xì)的推導(dǎo)計算。
　　針對矢量