基于可调墩的船体分段自动对位技术实验研究
发布时间：2021-03-14 18:05
船体分段合拢作业是船舶制造中重要的一环,其工程量大,工作要求精度高。为了实现智能化造船,分段合拢的自动对位技术是必须要解决的问题。国内现有的分段合拢技术仍比较粗糙,精度差、效率低、操作复杂。对于自动对位技术的研究自然就提上日程。本文所研究的分段自动合拢技术设备是分体式的三维可调墩,该设备能够在自身行程内进行三个自由度的平移。当工程上进行分段合拢时,由多个三维可调墩对分段进行支撑,形成一个并联机构。通过各个墩的三个方向的运动,实现分段依靠预设的轨迹完成对位。本文的主要研究内容为:（1）构造分段合拢自动对位系统,完善其工作流程,即测量系统、数据处理系统和运动控制系统。针对运动控制系统,选取合适的运动控制方式,搭建可行的运动控制流程。（2）为分段运动中运动参数的获取获得理论支撑。引入6个未知数来描述分段的位姿坐标;通过直线拟合轨迹、三次多项式拟合轨迹和五次多项式拟合轨迹来拟定分段运动轨迹;利用位移和速度约束,通过二分法来获取最优时间的运动轨迹;获得轨迹后,通过并联机构的逆运动学求解来获取对分段进行支撑的各个三维可调墩的运动参数。（3）介绍了利用VB编写的数据处理系统。通过输入分段和三维可调墩...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景意义
1.1.1 国内外行业现状
1.1.2 分段合拢技术研究及应用现状
1.2 论文研究内容
1.3 论文主要安排
2 分段合拢自动对位系统研究
2.1 并联机构
2.2 船体分段合拢自动对位系统构成
2.2.1 测量系统
2.2.2 数据处理系统
2.2.3 运动控制系统
2.3 运动控制系统简介
2.3.1 运动控制卡
2.3.2 运动控制卡的运动控制功能
2.3.3 电机及其驱动
2.4 本章小结
3 船体分段对位轨迹计算
3.1 船体分段位姿
3.1.1 位置的描述
3.1.2 姿态角的描述
3.1.3 位姿的描述
3.2 坐标变换
3.2.1 平移变换
3.2.2 旋转变换
3.2.3 坐标复合变换
3.3 位姿解算
3.4 分段运动轨迹规划
3.4.1 分段运动轨迹规划方法
3.4.2 最优时间轨迹规划
3.5 逆运动学求解
3.6 本章小结
4 分段自动对位系统的软件研究
4.1 数据处理系统程序
4.1.1 VB简介
4.1.2 分段位姿解算
4.1.3 可调墩支撑点局部坐标计算
4.1.4 分段运动轨迹及三维可调墩运动参数求解
4.2 运动控制系统程序
4.2.1 C#简介
4.2.2 运动控制卡的初始化
4.2.3 直线拟合轨迹程序控制
4.2.4 三次多项式拟合轨迹程序控制
4.2.5 五次多项式拟合轨迹程序控制
4.2.6 运动控制系统可视化界面设计
4.3 本章小结
5 运动控制系统的实验研究
5.1 三维可调墩模型
5.2 数据处理系统求解
5.3 运动控制系统实验
5.3.1 直线拟合轨迹实验
5.3.2 三次多项式拟合轨迹实验
5.3.3 五次多项式拟合轨迹实验
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型飞机机身调姿与对接试验系统[J]. 邱宝贵,蒋君侠,毕运波,方强,王青,詹建潮,李江雄,柯映林. 航空学报. 2011(05)
[2]飞机大部件数字化对接技术[J]. 许国康. 航空制造技术. 2009(24)
[3]一种精密三坐标POGO柱设计与精度研究[J]. 郭志敏,蒋君侠,柯映林. 浙江大学学报(工学版). 2009(09)
[4]大型刚体调姿系统最优时间轨迹规划[J]. 张斌,方强,柯映林. 机械工程学报. 2008(08)
[5]智能全站仪快速测量处理系统[J]. 包欢,朱江,付子傲,张弟. 测绘学院学报. 2005(04)
[6]基于多机器人的运动控制平台在刚体对接系统中的应用[J]. 范国梁,王云宽. 机器人. 2005(02)
[7]总段模块化建造和船台合拢自动对中系统[J]. 纪竹盛. 造船技术. 2003(01)
[8]舰船模块化技术初步分析[J]. 叶全焕,杨屹,王天明. 舰船科学技术. 2002(S1)
[9]船体分段位姿找正对接系统——一个多机器人协调操作系统的实现[J]. 景奉水,谭民,侯增广,王云宽. 自动化学报. 2002(05)
[10]基于多机器人协调的船体分段对接系统的运动学及对接精度研究[J]. 景奉水,谭民,侯增广,梁自泽,王云宽. 机器人. 2002(04)
硕士论文
[1]基于可调墩的船体分段合拢自动对位技术研究[D]. 刘俊.大连理工大学 2013
[2]船舶分段合拢控制系统研究[D]. 姚明君.湖北大学 2013
[3]采用三坐标数控定位器调姿的大型飞机安全下架问题研究[D]. 唐昌杰.浙江大学 2012
[4]3-PUU并联机构运动学和动力学研究[D]. 蔡飞跃.南京航空航天大学 2010
[5]船体总段自动合拢小车控制模型研究[D]. 陈宇.武汉理工大学 2009
[6]船体分段合拢设备机械结构模型研究[D]. 叶超.武汉理工大学 2009
本文编号：3082683
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景意义
1.1.1 国内外行业现状
1.1.2 分段合拢技术研究及应用现状
1.2 论文研究内容
1.3 论文主要安排
2 分段合拢自动对位系统研究
2.1 并联机构
2.2 船体分段合拢自动对位系统构成
2.2.1 测量系统
2.2.2 数据处理系统
2.2.3 运动控制系统
2.3 运动控制系统简介
2.3.1 运动控制卡
2.3.2 运动控制卡的运动控制功能
2.3.3 电机及其驱动
2.4 本章小结
3 船体分段对位轨迹计算
3.1 船体分段位姿
3.1.1 位置的描述
3.1.2 姿态角的描述
3.1.3 位姿的描述
3.2 坐标变换
3.2.1 平移变换
3.2.2 旋转变换
3.2.3 坐标复合变换
3.3 位姿解算
3.4 分段运动轨迹规划
3.4.1 分段运动轨迹规划方法
3.4.2 最优时间轨迹规划
3.5 逆运动学求解
3.6 本章小结
4 分段自动对位系统的软件研究
4.1 数据处理系统程序
4.1.1 VB简介
4.1.2 分段位姿解算
4.1.3 可调墩支撑点局部坐标计算
4.1.4 分段运动轨迹及三维可调墩运动参数求解
4.2 运动控制系统程序
4.2.1 C#简介
4.2.2 运动控制卡的初始化
4.2.3 直线拟合轨迹程序控制
4.2.4 三次多项式拟合轨迹程序控制
4.2.5 五次多项式拟合轨迹程序控制
4.2.6 运动控制系统可视化界面设计
4.3 本章小结
5 运动控制系统的实验研究
5.1 三维可调墩模型
5.2 数据处理系统求解
5.3 运动控制系统实验
5.3.1 直线拟合轨迹实验
5.3.2 三次多项式拟合轨迹实验
5.3.3 五次多项式拟合轨迹实验
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型飞机机身调姿与对接试验系统[J]. 邱宝贵,蒋君侠,毕运波,方强,王青,詹建潮,李江雄,柯映林. 航空学报. 2011(05)
[2]飞机大部件数字化对接技术[J]. 许国康. 航空制造技术. 2009(24)
[3]一种精密三坐标POGO柱设计与精度研究[J]. 郭志敏,蒋君侠,柯映林. 浙江大学学报(工学版). 2009(09)
[4]大型刚体调姿系统最优时间轨迹规划[J]. 张斌,方强,柯映林. 机械工程学报. 2008(08)
[5]智能全站仪快速测量处理系统[J]. 包欢,朱江,付子傲,张弟. 测绘学院学报. 2005(04)
[6]基于多机器人的运动控制平台在刚体对接系统中的应用[J]. 范国梁,王云宽. 机器人. 2005(02)
[7]总段模块化建造和船台合拢自动对中系统[J]. 纪竹盛. 造船技术. 2003(01)
[8]舰船模块化技术初步分析[J]. 叶全焕,杨屹,王天明. 舰船科学技术. 2002(S1)
[9]船体分段位姿找正对接系统——一个多机器人协调操作系统的实现[J]. 景奉水,谭民,侯增广,王云宽. 自动化学报. 2002(05)
[10]基于多机器人协调的船体分段对接系统的运动学及对接精度研究[J]. 景奉水,谭民,侯增广,梁自泽,王云宽. 机器人. 2002(04)
硕士论文
[1]基于可调墩的船体分段合拢自动对位技术研究[D]. 刘俊.大连理工大学 2013
[2]船舶分段合拢控制系统研究[D]. 姚明君.湖北大学 2013
[3]采用三坐标数控定位器调姿的大型飞机安全下架问题研究[D]. 唐昌杰.浙江大学 2012
[4]3-PUU并联机构运动学和动力学研究[D]. 蔡飞跃.南京航空航天大学 2010
[5]船体总段自动合拢小车控制模型研究[D]. 陈宇.武汉理工大学 2009
[6]船体分段合拢设备机械结构模型研究[D]. 叶超.武汉理工大学 2009
本文编号：3082683
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