油田搶噴機(jī)器人動(dòng)力學(xué)與控制特性仿真研究.pdf

1、油田搶噴機(jī)器人是在井噴發(fā)生后能夠自動(dòng)完成搶噴閥安裝的機(jī)器人。井噴發(fā)生后應(yīng)立即采取搶險(xiǎn)措施，否則會(huì)對(duì)國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。而目前，井噴搶險(xiǎn)任務(wù)主要由人來(lái)完成，其工作環(huán)境惡劣、危險(xiǎn)。因此，研制出可以代替人完成井噴搶險(xiǎn)任務(wù)的自動(dòng)裝備或機(jī)器人具有重要意義。本文研發(fā)的油田搶噴機(jī)器人針對(duì)修井過(guò)程中發(fā)生的井噴，其主要內(nèi)容如下：
　　根據(jù)井噴搶險(xiǎn)任務(wù)要求提出油田搶噴機(jī)器人的結(jié)構(gòu)方案。基于D-H矩陣法建立油田搶噴機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)與

2、機(jī)器人末端的位置關(guān)系和速度關(guān)系。依據(jù)位置分析結(jié)果對(duì)機(jī)器人臂部連桿進(jìn)行解耦優(yōu)化，使得機(jī)器人末端位移與驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)位移呈比例關(guān)系,減小機(jī)械磨損，降低控制難度。
　　基于拉格朗日法對(duì)油田搶噴機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，建立施加在驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上的力或力矩與各關(guān)節(jié)之間運(yùn)動(dòng)關(guān)系的表達(dá)式。分別應(yīng)用MATLAB和ADAMS對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，對(duì)比分析結(jié)果驗(yàn)證所推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)方程的正確性。搭建基于ADAMS與MATLAB的動(dòng)力學(xué)聯(lián)合仿真模型，研究隨搶噴閥位置