螺旋桨清洗机器人超灵巧机械臂设计

发布时间：2018-04-13 00:27

  本文选题：清洗机器人 + 超灵巧机械臂　； 参考：《工程科学学报》2017年06期

【摘要】：针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂(hyper-dexterous manipulator,HDM)清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的连接方式替换相邻关节连接处的柔性构件,兼顾了高压水射流承载压力高的特点.运用几何分析法对单端机械臂进行正逆运动学建模,基于多关节连杆变换通式推导出基于等圆弧假设下的机械臂模型,进而得出其多关节驱动空间与操作空间的映射关系.仿真实验和物理实验对比结果表明,所设计的机械臂能够达到期望的操作空间位姿,并能在加载实验下保证一定的鲁棒性.
[Abstract]:In order to solve the problem of difficult cleaning of ship propeller due to the complicated surface of space structure, a jet super-dexterous manipulator (HDM) cleaning device was designed on the carrier of underwater adsorption robot.Combined with the characteristics of high degree of freedom of non-skeleton biological muscles, the super-dexterous manipulator structure was constructed, and the flexible members of adjacent joints were replaced by hook joints, which took into account the characteristics of high pressure bearing capacity of high pressure water jet.The forward and inverse kinematics model of single-ended manipulator is established by using geometric analysis method. Based on the general formula of multi-joint linkage transformation, the mechanical arm model based on the assumption of equal arc is derived, and the mapping relationship between the multi-joint driving space and the operation space is obtained.The results of simulation and physical experiments show that the designed manipulator can achieve the desired operating space posture and ensure a certain degree of robustness under loading experiments.
【作者单位】： 重庆交通大学机电与车辆工程学院;西安航空学院机械工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51375519) 重庆市研究生科研创新基金资助项目(CYS15181)
【分类号】：TP242

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本文编号：1742128