ROV水下作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)七功能機(jī)械手臂的設(shè)計與仿真.pdf

1、目前ROV（水下機(jī)器人）在海洋研究與開發(fā)中的應(yīng)用愈來愈廣泛。但是因海洋環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致操作ROV作業(yè)難度極高，對ROV操控人員的培訓(xùn)也非常困難。
　　本研究中所涉及的“ROV水下作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)”使得在陸地上對作業(yè)人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)成為可能。作業(yè)人員通過“ROV水下作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)”，認(rèn)識和感知ROV水下操作的要求和作業(yè)流程，學(xué)習(xí)操作規(guī)程；最終提高作業(yè)效率和作業(yè)安全性。7功能機(jī)械手是“ROV水下作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)”的重要組成部分，作業(yè)人員通過對RO

2、V模擬培訓(xùn)系統(tǒng)機(jī)械手的操作，完成ROV機(jī)械手的操作培訓(xùn)，預(yù)演ROV機(jī)械手在海底作業(yè)的操作。
　　本研究圍繞“ROV水下作業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)”中七功能機(jī)械手（6R+1，串聯(lián)機(jī)器人，1為手爪開合自由度）的設(shè)計展開研究。
　　應(yīng)用Auto-cad、Solidworks等機(jī)械設(shè)計軟件完成了，七功能機(jī)械手臂，機(jī)械結(jié)構(gòu),傳動方式的設(shè)計。通過Ansys有限元分析軟件的拓?fù)鋬?yōu)化完成了對機(jī)械手臂，主要部件的輕量化設(shè)計；并利用有限元軟件校核了7功能機(jī)械

3、手臂關(guān)鍵零件的剛、強(qiáng)度，驗證了設(shè)計的合理性。完成了相關(guān)電機(jī)的選型設(shè)計計算。
　　應(yīng)用D-H方法建立了機(jī)械手臂連桿坐標(biāo)系，得到機(jī)械手臂末端執(zhí)行器相對于固定基座的轉(zhuǎn)換矩陣，求得6自由度機(jī)械手臂的運(yùn)動學(xué)正解；通過數(shù)值迭代法進(jìn)行了機(jī)械手臂運(yùn)動學(xué)機(jī)械手臂運(yùn)動學(xué)逆解的求解。
　　采用Matlab對關(guān)節(jié)機(jī)器人工作空間進(jìn)行了仿真，運(yùn)用Matlab機(jī)器人工具箱，建立了機(jī)械手臂的仿真模型，求得機(jī)器人運(yùn)動學(xué)正解以及逆解。分析、驗證了機(jī)械手臂運(yùn)動學(xué)