针对不同地面的核电站检修机器人的运动规划

发布时间：2024-07-09 04:03

　　发展核电是当前缓解能源需求的一个最有效的途径,而确保核电安全是发展核事业的首要任务。由于核电站中核设备数量庞杂繁多、许多地方人为操作无法胜任,加之核电站局部区域存在大量的放射性物质,辐射量较大,对相关设备进行操作危及人身安全,因此在核电站进行日常检测、维修以及事故处理的过程中通常使用机器人。如何令机器人准确运动到待检修设备的区域,以及到达指定区域后机械手如何平稳地对待检修设备进行操作是本文研究的两个主要内容。 首先,本文阐述了核电站检修的任务表示和任务分解,然后提出了核电站检修机器人的运动规划问题,将运动规划问题拆分成对底座以及对机械臂两部分的分别探究,并对现有研究情况进行了介绍,说明了运动规划问题亟须解决的必要性。 随后,本文结合核电站内部的路面因素、履带滑移以及机器人运动参数等因素,建立了履带机器人的动力学模型,由此推导出履带机器人的运动表达式,并对不同姿态的机械臂对机器人整体质心的影响进行分析,推导出不同臂形下的机器人运动的修正表达式,最后通过实验验证了上述表达式的正确性和合理性。 最后,本文对机械臂进行了运动学分析,建立了机械臂各关节的变换表达式,推导出机械臂各关节坐标的正逆解...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 核电站检修的研究背景及现状
        1.1.1 核电发展与核电站检修工作背景
        1.1.2 核电站检修机器人的研究综述
    1.2 本课题的研究目的及意义
    1.3 本文的研究内容和组织结构
第2章 核电站履带式检修机器人的运动规划
    2.1 引言
        2.1.1 任务表示与任务分解
        2.1.2 运动规划问题的提出
    2.2 履带的运动分析和相关参数的修正
    2.3 机械臂的运动分析和轨迹规划问题
    2.4 履带机器人运动学和动力学的研究
    2.5 机械臂的运动分析和轨迹规划的研究
    2.6 本章小结
第3章 履带运动分析及其运动参数的修正
    3.1 引言
    3.2 履带的运动分析
        3.2.1 一般转向性分析
        3.2.2 履带行驶受力分析以及动力学方程
        3.2.3 履带运动学方程
        3.2.4 车体瞬时速度和转弯半径
    3.3 履带机器人运动参数的修正
        3.3.1 位姿引起的质心变化
        3.3.2 质心变化对各参数的影响
    3.4 实验验证
        3.4.1 控制软件设计及参数设置
        3.4.2 实验过程
        3.4.3 实验结果和分析
    3.5 本章小结
第4章 五自由度机械臂的运动分析及其轨迹规划
    4.1 引言
    4.2 履带式检修机器人机械臂的运动分析
        4.2.1 对刚体位姿和齐次变换法的描述
        4.2.2 机械臂各连杆及关节的表示方法
        4.2.3 五自由度机械臂运动学正解
        4.2.4 五自由度机械臂运动学逆解
        4.2.5 机械臂工作空间的探讨
    4.3 五自由度机械臂的轨迹规划
        4.3.1 轨迹规划评价指标
        4.3.2 优化组合分段函数的轨迹规划方法
        4.3.3 与其它轨迹规划方法的比较
    4.4 仿真实验
        4.4.1 实验过程
        4.4.2 实验结论
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文研究工作总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
附录



本文编号：4004362