面向壓水反應(yīng)堆水下爬行機器人運動分析及路徑規(guī)劃研究.pdf

1、目前，核電站環(huán)境中存在著輻射強度高、水體腐蝕性強等問題，為了保護維修操作人員的安全，將機器人技術(shù)引入到核工業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛地共識。核電站水下爬行機器人能夠替代維修操作人員完成反應(yīng)堆堆芯和水池的異物檢查、打撈操作，保證其人身安全，逐漸成為當(dāng)今核電機器人的主要研究方向之一。本文在國家863計劃項目“核電站多功能水下爬行機器人”（課題編號：2011AA040201）的支持下，對核電站水下爬行機器人做了運動學(xué)分析及路徑規(guī)劃研究。
　　本

2、文的主要工作和創(chuàng)新成果：
　　1、對核電站水下爬行機器人進行了運動學(xué)分析，建立了四自由度機械手以及核電站水下爬行機器人的運動學(xué)模型，獲得了機械手的運動學(xué)正、逆解，速度雅克比矩陣，四自由度機械手末端執(zhí)行器與驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速以及機械手各關(guān)節(jié)角速度之間的關(guān)系；分析了機械手的奇異位形、工作空間、地面抓取空間以及核電站水下爬行機器人的最優(yōu)位姿，應(yīng)用開發(fā)的“機器人仿真系統(tǒng)”，結(jié)合Matlab Robtics、Adams軟件對上述進行了仿真分析，為機

3、械手優(yōu)化構(gòu)型以及控制系統(tǒng)的建立提供了理論依據(jù)。
　　2、對機器人進行了運動規(guī)劃研究。根據(jù)核電站水下爬行機器人的任務(wù)要求，分別研究了移動本體的點對點全局路徑規(guī)劃、完全覆蓋路徑規(guī)劃以及四自由度機械手的軌跡規(guī)劃，并分別應(yīng)用LabVIEW Robotics、RobotBasic、Matlab Robotics軟件對機器人各自規(guī)劃進行了仿真與分析，為機器人完成作業(yè)任務(wù)打下了基礎(chǔ)。
　　3、分析了核電站水下爬行機器人機械手抓取難點，探討