水下機器人矢量推進機構的構型綜合與動力學建模.pdf

1、矢量推進技術目前較成熟的應用在航空航天等領域，應用在水下機器人的單機構多姿態(tài)矢量推進技術是對此推進技術較新穎的探索，本文以設計具有旋轉運動傳遞功能和空間姿態(tài)調整功能的矢量推進器為目標，基于螺旋理論開展少自由度并聯(lián)機構的水下機器人單機構多姿態(tài)矢量推進機構方案的創(chuàng)新設計。本文研究的主要內容如下:
　　首先，本文分析了水下機器人矢量推進功能的需求，歸納出可用來綜合矢量推進機構的所有可能形式的8類分支運動鏈，并分別給出了8類分支運動鏈的組

2、合方式;結合螺旋理論的理論方法，歸納出3大類并聯(lián)矢量推進機構，全面而系統(tǒng)地解決了具有兩個方向偏轉的并聯(lián)矢量推進器型綜合問題，給出了3大類并聯(lián)矢量推進機構的設計思路，并提出了可行的構型方案，分析了相應的力約束和運動特性，分別給出了3大類并聯(lián)矢量推進機構的設計范例。
　　然后，采用構造過約束并聯(lián)機構的方法設計了一種3自由度RRR-RR-RU球面并聯(lián)矢量推進機構。基于螺旋理論構建了矢量推進球面并聯(lián)機構的拓撲結構模型，分析了機構的運動特性

3、，計算了機構的位姿正逆解。在閉鏈約束方程的基礎上運用矢量代數(shù)法推導出了機構的雅可比矩陣。利用特征結構配置的解耦法建立了機構的速度和加速度模型，分析了機構的工作空間和靈巧度等運動學特征。
　　最后，本文利用螺旋理論對水下機器人的RRR-RR-RU球面并聯(lián)矢量推進機構進行了動力學建模，并結合水動力學分析了工作環(huán)境的影響，使螺旋理論體系在水下機器人動力學建模中得到進一步完善。結合算例對矢量推進機構進行了MATLAB和ADAMS聯(lián)合仿真分