機(jī)械手試驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、水下機(jī)械手是一種機(jī)電一體化與先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)在水下的特殊應(yīng)用,其研究和推廣應(yīng)用對(duì)于國(guó)家深海自然資源的探測(cè)開(kāi)發(fā)利用、深海水下救護(hù)、光電通訊、生命科學(xué)以及國(guó)家的國(guó)防軍事等領(lǐng)域有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文的工作主要是針對(duì)某型水下機(jī)械手進(jìn)行方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其電液位置伺服控制系統(tǒng)研制。該機(jī)械手安裝于水下某狹小空間,又要求能達(dá)到一個(gè)較大的工作空間,且機(jī)械手的手爪需要實(shí)時(shí)保持水平以利于目標(biāo)物的抓取與定位,因此文中選用多連桿機(jī)構(gòu)作為機(jī)械手的技術(shù)方案

2、。其不但滿足工作空間及手爪姿態(tài)的要求,還減少了控制自由度,降低了控制成本。論文在分析機(jī)械手工作要求的基礎(chǔ)上,基于多連桿機(jī)構(gòu)工作原理,結(jié)合平面解析法和實(shí)體建模法求解機(jī)械手手爪軌跡范圍,以滿足水下機(jī)械手的工作空間要求。針對(duì)雙缸串聯(lián)協(xié)作關(guān)系,對(duì)機(jī)械手手爪的正交運(yùn)動(dòng)軌跡控制進(jìn)行了分析,為計(jì)算機(jī)編程控制奠定了理論基礎(chǔ)。
　　根據(jù)選定的方案,考慮到水下特殊的工作條件、受力特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)干涉情況,完成了機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)機(jī)械手在特殊位姿加載情況

3、下的復(fù)雜受力構(gòu)件進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算和Solidworks/simulation仿真分析,滿足了機(jī)械手結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。
　　機(jī)械手驅(qū)動(dòng)用的對(duì)稱閥控非對(duì)稱液壓缸是電液位置伺服控制系統(tǒng)建模的難點(diǎn),本文在對(duì)負(fù)載流量和負(fù)載壓力重新定義的基礎(chǔ)上,分析了液壓彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率、零位等效容積Vt,基于閥控非對(duì)稱缸的傳遞函數(shù),運(yùn)用matlab/SimHydraulics搭建了閥控非對(duì)稱缸的開(kāi)環(huán)與閉環(huán)模型,根據(jù)零位處系統(tǒng)對(duì)階躍信號(hào)的速