舰船消磁实验载具的设计与特性研究

发布时间：2020-12-27 05:18

　　为了克服传统消磁实验的不足,实现测磁过程的动态性,提高数据采集的效率,本文提出了一种适用于舰船消磁实验的载具。作者依据感应磁场与舰船航向及姿态变化关系,完成了载具的结构设计,并对其运动学、工作空间、动力学特性进行了研究。论文主要研究内容如下:首先,结合舰船磁场理论、舰船消磁、消磁实验、绳驱动并联机器人等相关知识,分析了载具的实用性,提出了载具的设计原则,分析了适合载具的机构构型,完成了总体结构设计以及各部分结构设计,并验证了载具能够实现预期所规划的运动功能。运用封闭环法和牛顿—拉夫逊迭代法,分析了运动学位置逆解、位置正解问题,并通过数值计算检验了位置逆、正解模型的合理性。在位置逆解分析基础上,完成了机构的速度分析,推导了速度Jacobian矩阵;完成了机构的加速度分析。建立了载具的虚拟样机模型,并进行了运动学仿真,得到了转动平台横摇、纵摇以及偏航运动时四根绳索长度、速度、加速度的变化曲线。结果表明,驱动绳索的长度变化曲线是连续的,可以保证机构运动时的连续性和平稳性。引入了矢量闭合理论和零空间理论,对载具的工作空间进行了求解,绘制了可达工作空间图形。运用冗余驱动分析方法,对驱动绳索的张力... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 舰船消磁实验载具的发展现状
        1.2.2 绳驱动并联机器人的应用现状
    1.3 本文的主要工作
第2章 舰船消磁实验载具的设计研究
    2.1 运动功能分析
    2.2 设计原则
    2.3 原理分析
    2.4 结构设计
        2.4.1 约束机构设计
        2.4.2 绳索传动机构与转动平台结构设计
        2.4.3 驱动机构设计
        2.4.4 移动小车与偏航调节装置结构设计
        2.4.5 总体结构设计
    2.5 自由度分析
    2.6 本章小结
第3章 舰船消磁实验载具的运动学分析
    3.1 刚体的位姿描述与空间坐标变换理论
        3.1.1 刚体的位姿描述
        3.1.2 空间坐标变换理论
    3.2 空间坐标系建立及结构参数定义
    3.3 机构位置分析
        3.3.1 机构位置逆解分析
        3.3.2 机构位置正解分析
        3.3.3 位置逆、正解模型合理性的检验
    3.4 速度分析
    3.5 加速度分析
    3.6 本章小结
第4章 舰船消磁实验载具的运动学仿真
    4.1 虚拟样机建模
    4.2 运动学仿真
    4.3 本章小结
第5章 舰船消磁实验载具的工作空间分析
    5.1 工作空间的分类
    5.2 求解工作空间的方法与理论介绍
        5.2.1 求解工作空间的方法
        5.2.2 求解工作空间的理论
    5.3 静力学分析
    5.4 舰船消磁实验载具的工作空间
    5.5 舰船消磁实验载具的绳索张力分析
    5.6 本章小结
第6章 舰船消磁实验载具的动力学分析与仿真
    6.1 动力学分析
    6.2 动力学仿真
    6.3 ADAMS刚柔混合建模理论
    6.4 机构的运动参数设计
    6.5 考虑球轴承球轴柔性的刚柔混合模型的建立及仿真
        6.5.1 球轴柔性体中性文件的生成
        6.5.2 刚柔混合动力学模型的建立
        6.5.3 刚柔混合动力学仿真
    6.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式磁性检测的关键技术及发展方向[J]. 陈文涛.  通讯世界. 2015(02)
[2]基于两航向测量的舰船任意航向磁场计算方法[J]. 汪永浩,张国友.  船电技术. 2014(04)
[3]3-RPS并联机器人刚柔耦合动力学分析[J]. 丁九华,莫晔.  沈阳大学学报(自然科学版). 2013(04)
[4]基于单组补偿线圈的舰船综合消磁方法[J]. 张国友,陈文涛,周国华.  海军工程大学学报. 2013(03)
[5]低磁钢舰艇消磁系统绕组安匝调整[J]. 刘胜道,王巍,肖存龙.  船电技术. 2013(04)
[6]一种柔索驱动太空舱外搬运机器人研究[J]. 黄佳怡,陈柏,胡忠文,吴洪涛.  机械科学与技术. 2012(11)
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硕士论文
[1]一种新型混联机构的设计与性能研究[D]. 李旭.中北大学 2017
[2]三自由度3-RPS并联机器人刚柔耦合动力学研究[D]. 吕耀平.兰州理工大学 2017
[3]新型绳驱动并联踝关节康复机构设计及分析[D]. 禹润田.北京交通大学 2015
[4]基于绳索驱动的腰部康复并联机器人的设计与研究[D]. 桑秀凤.南京航空航天大学 2014
[5]改进型3-RPS并联机构的设计与研究[D]. 仲明.哈尔滨工业大学 2013
[6]柔索驱动并联机器人的理论及其应用研究[D]. 黄佳怡.南京航空航天大学 2010
[7]小型船舶运动模拟器研究[D]. 严传续.哈尔滨工程大学 2008



本文编号：2941170