深海模拟环境液压作业机械手系统的研究
发布时间：2021-05-25 18:35
当前，由于人类长年累月的消耗，陆地上的资源已经出现匮乏，于是，海洋资源的开发越来越受到关注。随着人类对海洋资源的开发和利用，对深海作业装备的研发有着迫切的需要。而水下作业机械手是深海作业中最重要和应用非常普遍的设备。本文首先介绍了水下机械手在国内外的研究现状。根据实际课题的要求，提出了一套机械手系统的总体设计方案。建立了机械手的运动学模型，在此基础上，对机械手的可达工作空间以及特定工况下的工作空间进行了分析，并对机械手的设计过程进行了相应的软件设计。在上述的基础上，进行了机械手的机械本体设计。对末端执行机构的结构及其夹紧力进行了设计和计算。以大臂为例，分析了各关节的驱动机构，对液压缸进行了布置，并计算了驱动液压缸的输出力及液压缸的主要设计参数。利用solidworks的相关插件，对关节的结构进行了应力分析。绘制完成了机械手机械本体的三维模型及总装配工程图。设计了机械手系统的液压控制系统。给出了液压系统的控制原理图，分析了液压系统的工作过程。建立了电液比例位置控制系统的数学模型，经过简化，推导出液压系统的传递函数。对液压系统的元件进行了选型，查阅相关样本，计算出传递函数中的参数。在MAT...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及背景意义
1.2 水下机械手的国内外研究现状
1.3 本文的研究工作
2 机械手的运动学建模和工作空间分析
2.1 机械手的工作环境和总体方案
2.2 机械手的运动学分析
2.3 机械手的工作空间分析
2.4 工作空间分析软件设计
3 机械手的本体设计
3.1 机械手本体的基本设计
3.2 末端执行器的分析计算
3.3 关节油缸的分析计算
3.4 液压缸的主要参数的计算
3.5 机械手的三维建模
4 机械手液压控制系统的设计与建模
4.1 液压系统的控制原理
4.2 电液比例位置控制系统的建模
5 液压系统的仿真分析及 PID 校正
5.1 传递函数的参数计算
5.2 系统的稳定性分析
5.3 PID 校正
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[2]基于MATLAB的系统稳定性分析[J]. 张红燕,张江霞. 机械管理开发. 2008(06)
[3]基于MATLAB/Simulink环境下的PID参数整定[J]. 白金,韩俊伟. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(06)
[4]对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统建模与分析[J]. 沈瑜,高晓丁,王筠. 陕西科技大学学报. 2007(04)
[5]应用数值解析结合法求解机器人工作空间体积[J]. 曹毅,于心俊,杨冠英. 机械传动. 2007(03)
[6]SIWR-II型水下作业机械手与工具自动对接研究[J]. 孟庆鑫,杜维杰,王春林,王立权. 船舶工程. 2005(06)
[7]基于随机概率的机器人工作空间及其面积求解[J]. 曹毅,王树新,李群智. 制造业自动化. 2005(02)
[8]基于随机概率的机器人工作空间及其解析表达[J]. 曹毅,王树新,李群智. 组合机床与自动化加工技术. 2005(02)
[9]水下机器人的研究现状与发展趋势[J]. 彭学伦. 机器人技术与应用. 2004(04)
[10]一种新的机器人工作空间求解方法[J]. 钟勇,朱建新. 机床与液压. 2004(04)
博士论文
[1]深水机械手动力学特性及自主作业研究[D]. 肖治琥.华中科技大学 2011
[2]基于海水压力的水下液压系统关键技术研究[D]. 王峰.浙江大学 2009
硕士论文
[1]水下机械手信息融合及作业规划研究[D]. 薛利梅.华中科技大学 2011
[2]水下机械手液压控制系统的设计与研究[D]. 胡晓函.兰州理工大学 2010
[3]一种开放式深海机械手结构及其动力学优化研究[D]. 冯高.华中科技大学 2009
[4]七功能水下机械手本体设计及自适应控制研究[D]. 王成军.哈尔滨工程大学 2009
[5]深海水下作业型机械手控制系统研究[D]. 杨喜荣.浙江大学 2006
[6]深海水下作业机械手仿形手柄控制技术研究[D]. 邱会强.浙江大学 2006
[7]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
[8]水下机械手设计及仿真研究[D]. 张敏.西北工业大学 2005
本文编号：3205816
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及背景意义
1.2 水下机械手的国内外研究现状
1.3 本文的研究工作
2 机械手的运动学建模和工作空间分析
2.1 机械手的工作环境和总体方案
2.2 机械手的运动学分析
2.3 机械手的工作空间分析
2.4 工作空间分析软件设计
3 机械手的本体设计
3.1 机械手本体的基本设计
3.2 末端执行器的分析计算
3.3 关节油缸的分析计算
3.4 液压缸的主要参数的计算
3.5 机械手的三维建模
4 机械手液压控制系统的设计与建模
4.1 液压系统的控制原理
4.2 电液比例位置控制系统的建模
5 液压系统的仿真分析及 PID 校正
5.1 传递函数的参数计算
5.2 系统的稳定性分析
5.3 PID 校正
6 结论与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB/Simulink的PID参数整定[J]. 王素青,姜维福. 自动化技术与应用. 2009(03)
[2]基于MATLAB的系统稳定性分析[J]. 张红燕,张江霞. 机械管理开发. 2008(06)
[3]基于MATLAB/Simulink环境下的PID参数整定[J]. 白金,韩俊伟. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(06)
[4]对称阀控非对称液压缸的电液比例位置控制系统建模与分析[J]. 沈瑜,高晓丁,王筠. 陕西科技大学学报. 2007(04)
[5]应用数值解析结合法求解机器人工作空间体积[J]. 曹毅,于心俊,杨冠英. 机械传动. 2007(03)
[6]SIWR-II型水下作业机械手与工具自动对接研究[J]. 孟庆鑫,杜维杰,王春林,王立权. 船舶工程. 2005(06)
[7]基于随机概率的机器人工作空间及其面积求解[J]. 曹毅,王树新,李群智. 制造业自动化. 2005(02)
[8]基于随机概率的机器人工作空间及其解析表达[J]. 曹毅,王树新,李群智. 组合机床与自动化加工技术. 2005(02)
[9]水下机器人的研究现状与发展趋势[J]. 彭学伦. 机器人技术与应用. 2004(04)
[10]一种新的机器人工作空间求解方法[J]. 钟勇,朱建新. 机床与液压. 2004(04)
博士论文
[1]深水机械手动力学特性及自主作业研究[D]. 肖治琥.华中科技大学 2011
[2]基于海水压力的水下液压系统关键技术研究[D]. 王峰.浙江大学 2009
硕士论文
[1]水下机械手信息融合及作业规划研究[D]. 薛利梅.华中科技大学 2011
[2]水下机械手液压控制系统的设计与研究[D]. 胡晓函.兰州理工大学 2010
[3]一种开放式深海机械手结构及其动力学优化研究[D]. 冯高.华中科技大学 2009
[4]七功能水下机械手本体设计及自适应控制研究[D]. 王成军.哈尔滨工程大学 2009
[5]深海水下作业型机械手控制系统研究[D]. 杨喜荣.浙江大学 2006
[6]深海水下作业机械手仿形手柄控制技术研究[D]. 邱会强.浙江大学 2006
[7]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
[8]水下机械手设计及仿真研究[D]. 张敏.西北工业大学 2005
本文编号：3205816
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