基于八调整器的船体分段位姿调整系统研究

发布时间：2020-05-12 00:05

【摘要】：传统的龙门吊装技术受吊装搭载重量及转运能力的限制,转运搭载时间较长,效率较低。相较于传统吊装搭载方式,本文研究的新型船体分段位姿调整系统采用八台数控调整机,具有方便快捷、精准可靠的优点。系统根据分段的初始与目标位姿,解算得运动差值,再驱动八台调整机协同完成调姿运动控制。本文首先阐述了分段位姿调整系统的总体工作原理,将其分为各子系统,分析各子系统的功能特点,根据调姿流程分解任务,设计相应的液压系统,并提出调姿动作实现方案。其次,通过空间坐标齐次转换和矢量求解,建立空间运动学模型。在空间模型的基础上,运用运动学正解推得工作空间,运用运动学逆解求得分段调整量,根据分段位姿调整量可得调整器末端运动输入量。然后,通过联立运动学和动力学模型,考虑物理约束,确定调姿时间,规划调整机末端的运动轨迹。采用同步误差积分补偿,提高系统调姿精度。通过比较综合性指标,得到系统调整性能与各调整点位置间的关系,由此确定最佳调整点。最后,应用LabVIEW编写了系统的控制软件,确定了整体框架及各功能模块,设计控制流程,对其中的关键模块进行剖析。通过对调姿过程进行运动仿真,验证了轨迹规划运动曲线的实时性与准确性,为大载荷多目标三维调整系统的研发奠定了基础。
【图文】：

3图 1-1 文冲造船厂分段合拢现场相应的，中船重工研究院、中科院自动化研究所、上海交通大学等国内各高校组织也对其进行了深入的探讨。中科院自动化研究所景奉水等人将多机器人协调理论应用于整体合拢设备，基于多台三自由度机器人协调工作，建立全局与局部坐标系的转换关系，并提出运动轨迹规划算法[5]。大连理工大学的刘俊针对一种三维可调墩，建立其位置与分段位姿间的几何约束方程，对其实时调整实现船体分段自动对位，利用 VB.NET 语言开发定位数据计算程序，实现位姿求解、轨迹曲线输出等功能，并在 CATIA 中模拟验证[6]。武汉理工大学的陈宇对闭环位姿测量系统进行了改进，将传统激光经纬仪、全站仪改进为基于 GPS 的多天线位姿测量，通过 GPS 构架观测矢量，进而建立坐标系，再建立连续调整和渐进调整的运动模型，，控制设计伺服机构，再联合上位机求解[7]。

波音787总体对接现场
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U671

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本文编号：2659285