水下六足机器人移动系统力学建模及仿真研究

发布时间：2021-02-08 08:12

　　随着人类对海洋探索的不断深入,水下探测装备在海洋环境中的运动能力成为制约深海探测与作业发展的关键技术之一。传统的水下探测装备的推进器会对周围的海洋环境产生扰动,影响观测视野,当潜水器在海底遇到严重水流时无法正常工作,不能定点作业,水下足式机器人可以有效的解决上述传统装备的问题。本文结合当前水下装备和陆地足式机器人的研究,初步设计一种海底探测足式机器人,并对其在海底运动时受到的水动力影响进行了较详细的分析。本文针对水下运动环境,分析传统的水下遥控机器人和陆地上的六足机器人特点,确定水下六足机器人的基本技术指标,根据水下运动的特殊环境设计机器人移动系统构型,确定水下六足机器人的整体方案,包括腿部关节结构形式,机体和腿部尺寸,质量分配等。根据六足机器人移动系统构型,分析腿部关节坐标系向末端足部坐标系传递的正运动学模型以及末端坐标系向关节坐标系传递的逆运动学模型。分析关节坐标系与末端坐标系之间的速度、加速度关系。建立包括拖曳水阻力和惯性水阻力的腿部动力学模型,得到腿部关节力矩计算的解析表达式,给出腿部动力学一般表达式,并建立了机体的运动学模型。详细分析腿部动力学中的水动力项,建立了腿部水动力模... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

海岸线测量六足机器人[5]

所示，其能以0.77m/s

图 1-7 Victor 6000 水国内由广州海洋地质调查局牵头，于 2014，如图 1-8 所示，值得注意的是，“海马”号脐带缆以及“海马”号遥控无人潜水器（RO人潜水器。其装备有声纳、云台、照相机、高由度的机械臂和一个 5 自由度的机械臂，能完能，具有辅助海底观测网维护的能力[28,29]。“00 米，能够在 4 级海况条件下作业，航行速构，具有 4 台水平推进器和 4 台垂直推进器，以及转弯的运动[30]，是目前国内自主研制V[31]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]“海马”号无人遥控潜水器[J]. 平伟,马厦飞,张金华,黄永展,唐玉涛.  舰船科学技术. 2017(15)
[2]“海马”号无人遥控潜水器的研制与应用[J]. 陶军,陈宗恒.  工程研究-跨学科视野中的工程. 2016(02)
[3]大洋深处强国梦——我国首台4500米级无人遥控潜水器“海马号”[J]. 陶军.  国土资源科普与文化. 2016(01)
[4]系列舵翼潜艇水动力系数数值计算及试验研究[J]. 王庆云,庞永杰,李伟坡,廖欢欢.  舰船科学技术. 2015(11)
[5]“海马”号4500米级ROV系统研发历程[J]. 连琏,马厦飞,陶军.  船舶与海洋工程. 2015(01)
[6]我国成功研发首台4500米级深海遥控作业型潜水器（海马号ROV）[J]. 左朝胜,陈惠玲.  黑龙江科技信息. 2014(12)
[7]蛟龙号载人潜水器的研制及应用[J]. 徐芑南,张海燕.  科学. 2014(02)
[8]圆柱体惯性力系数和阻力系数随雷诺数和邱卡数变化曲线拟合[J]. 陈靖,朱克强.  舰船科学技术. 2014(02)
[9]深海表层海泥模拟及地面力学特性研究[J]. 李力,李庶林.  工程力学. 2010(11)
[10]深海ROV及其作业系统综述[J]. 晏勇,马培荪,王道炎,高雪官.  机器人. 2005(01)

博士论文
[1]电驱动大负重比六足机器人结构设计及其移动特性研究[D]. 庄红超.哈尔滨工业大学 2014
[2]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

硕士论文
[1]深海集矿机在稀软底质土上行走动力学仿真研究[D]. 李雅利.湘潭大学 2017
[2]基于足—地作用建模的六足机器人动力学仿真研究[D]. 宋建虎.哈尔滨工业大学 2012
[3]水下机器人—机械手系统动力学建模及运动控制研究[D]. 徐长密.中国海洋大学 2010
[4]多足仿生机器蟹结构设计及实验研究[D]. 李林.哈尔滨工程大学 2010
[5]机器人动力学方程的符号法推导及快速计算[D]. 于华东.北京工业大学 2002



本文编号：3023626