模块化水下电动机械手设计与运动学分析

为了满足水下作业的多样性需求并提高水下机械手的通用性,对水下电动机械手进行模块化设计,机械手模块分为具有俯仰和腕转两个自由度的基本运动驱动模块和手爪模块,手爪模块采用旋转驱动凸轮机构实现。机械手模块设计实现了控制器内置和内部走线,并且选择适用于深海作业的元器件,不同模块的快速组合可以满足不同的作业需求。利用三个基本运动驱动模块和一个手爪模块搭建了七功能电动机械手,对七功能机械手进行了运动空间分析及运动学仿真。     

水下双功能机器人的机械手设计与分析

随着核电业的快速发展,核电站对水下机器人的使用要求不断提高,并逐渐催生出一种水下爬行与潜浮双功能机器人,在此基础上提出一种水下爬行与潜浮机器人通用的机械手设计方案,通过正逆运动学分析、机械手工作空间的求解与仿真以及基于SolidWorks运动仿真模块的仿真与计算,验证了该机械手设计方案满足要求以及搭载在爬行式和潜浮式机器人上作业的要求。建立了运动学模型,得到了运动学特征方程,解出了机械手运动学正解和逆解,以及工作空间仿真系统,为之后的机械手动力学分析、实时控制和轨迹规划提供了重要的理论基础。     

具有缆绳剪切功能的水下机械手手爪设计研究

介绍具有缆绳剪切功能的水下机械手手爪的设计原理和结构。设计的手爪应用于研制的作业机械手上,并在实际使用中获得成功。     

水下捕捞机械手结构设计与研究

针对目前渔业水产养殖,海参、海胆等水下捕捞的需求,提出一种水下捕捞机械手的设计方案,包括结构组成、基本功能和工作原理等,通过对设计指标的计算及分析,验证了关键技术的可行性、研制了原理样机。该机械手具有动作迅速、定位准确、无损伤捕捞、适应各种捕捞目标、自动化程度高等优点。此设计代表了目前水下捕捞机械手的研究方向。     

一种新型水下作业机械手的研究

设计了一种可用于水下3000m作业的7自由度机械手；运用机器人运动学理论中的D—H参数法建立了机械手的运动学模型，并详细描述了该机械手的工作空间；然后用蒙特卡洛法并借助MATLAB对其工作空间进行了求解与仿真。     

深海5功能水下电动机械手设计及误差分析

面向深海中小作业型水下机器人应用需求,针对水下液压机械手支持系统庞大复杂、关节直接驱动式水下电动机械手负载能力小等特点,研究设计了深海中等负载5功能电动机械手。该机械手前三个关节采用相同的电动直线缸模块进行驱动,均能实现120°范围的摆动。电动直线缸模块内部设有直线电位计进行位置反馈,以便该机械手与水下机器人组成的系统具备自主作业能力,腕转夹钳模块集成了腕转和夹钳两个功能。利用D-H法对机械手进行了运动学分析,为后续自主作业研究奠定了理论基础。通过矩阵微分法对机械手末端位置误差进行了分析,误差小于1.7mm。     

基于水下爬行机器人的机械手结构设计

分析了水下爬行机器人工作环境并设计了基于其上的水下机械手,对关键器件进行了分析与选型,对传动机构及关节结构进行了分析与设计。并试制了实验样机,最后在注水压力罐内对水下机械手进行了水密试验,实验结果表明水下机械手的密封性能满足要求,为水下爬行机器人的机械手智能控制系统研究搭建了实验平台。     

5自由度自主式水下机械手的研制

自主作业水下机械手是水下无人无缆自主式潜水器（AUV）研究的重要内容之一,详细介绍了研制的5自由度自主作业水下机械手的结构设计特点和主要性能技术指标,论述了机械手的控制和计算机仿真及调试试验情况。     

一种六自由度机械手的结构设计

在MATLAB中构建机械手的DH模型,计算并验证了机械手的正解。在CATIA三维模块中建立了六自由度机械手的模型,设置好材料,计算出各关节负载,利用ANSYS静力学仿真,验证了机械手壳体自身的强度。将模型导入ADAMS中,进行动力学仿真,通过五次多项式插值算法规划机械手的末端运动轨迹,计算出每个关节相应的力矩和转速,为电机选型提供了依据。     

基于关节限位的自治水下机器人机械手系统运动规划研究

对自治水下机器人搭载的四功能水下电动机械手进行了简要描述.考虑到自治水下机器人机械手系统的运动学冗余,将关节限位算法用于系统逆运动学求解,避免载体大幅度姿态变化.利用Matlab仿真表明该算法在解决系统冗余的同时有效的限制了关节位移.     

轻量级电驱水下机械臂设计与运动学分析

设计了一款四功能水下机械臂,并对驱动关节进行了模块化设计和密封测试。为了保证水下机械臂的可靠性,在水下机械臂水下测试前,进行了强度校核和模态分析。为了验证水下机械臂的性能,通过D-H法建立了其运动学模型,在此基础上分别进行了正、逆运动学分析。此外还采用蒙特卡洛法,在正运动学分析的基础上研究了工作空间特点。研究结果将为进一步的运动控制提供有益的帮助。     

水下机械手结构设计与研究

为了研究海洋环境下水下机械手智能控制相关技术,在分析了水下机械手工作环境及作业性能的基础上,研制了三自由度无人无缆自主式水下机器人用机械手实验样机.在分析了关节关键器件的基础上,进行了水下机械手驱动方式的设计,最后进行了水密性实验.水下水密性实验结果证明了水下机械手本体结构设计的有效性和可行性,水下机械手本体结构的设计为研究水下机械手智能控制相关技术搭建了实验平台.     

三指水下作业机械手运动学分析

介绍了一种结构优化设计方法。该方法从仿生学的角度对三指水下作业机械手手指结构进行了优化设计，在此基础上分析建立了三指水下作业机械手单个手指的运动学模型以及每个手指的雅可比矩阵，并对抓持状态下各手指的运动姿态进行了仿真分析。通过具体实验验证了运动学模型的正确性，为进一步研究机械手的轨迹规划、控制等问题提供了理论依据。     

水下主从伺服液压机械手控制系统设计

液压机械手是深海作业潜水器的常载设备,针对一套七功能水下主从伺服液压机械手系统,介绍了控制系统的组成,重点研究了系统软件实现和从手控制算法,制定了一套完善的上下位机通讯协议,将变增益的PI控制算法应用于该液压阀控机械手系统。试验证明了系统软件和控制算法的有效性,变增益的控制算法有效减缓了从手运动滞后及超调抖动问题。     

基于递推算法的水下机械手静力学分析

当机器人的机械手通过与末端连杆相连的手爪推动物体或支撑负载时．或者在考虑机械手自身结构设计时，都需要分析机械手在静态下的力或力矩平衡问题，也就是要确定为了维持平衡时机械手的各个关节必须给出的力或力矩。文中以具有规范杆的SIWR-Ⅱ型水下机械手为研究对象，通过统一坐标的建立给出了该机械手的运动学方程．基于连杆静力分析，用关节力矩递推算法计算SIWR-Ⅱ型水下机械手的各关节力和力矩、利用Matlab计算，表明该方法有效可行．可供相关研究人员参考。     

水下对接机械手液压系统的设计

对接机械手是水下对接装置的主要部件，它是一个典型的机、电、液一体化的设备，本文对机械手机构的液压驱动系统进行了性能分析。并介绍了液压系统的辅助装置的设计。     

磨机换衬板机械手结构设计及运动学分析

磨机换衬板机械手是更换球磨机内部衬板的重要设备,针对筒体入口直径为1.1m的球磨机,设计了磨机换衬板机械手,利用Solid Works建立了磨机换衬板机械手三维模型,采用D-H方法对机械手结构和连杆参数做出分析,构建了运动学方程。在Matlab环境下,运用Robotics Toolbox工具箱对磨机换衬板机械手建模仿真,获取机械手末端空间轨迹曲线、关节位移和速度曲线,仿真结果表明机械手能够完成预期目标,证明了磨机换衬板机械手结构设计的合理性,同时为机械手接下来的动力学、轨迹规划等研究提供了理论分析的依据。     

水下大臂展机械手动力学建模与仿真分析

面向水下环境大范围精细作业需求,对水下大臂展机械手系统进行动力学建模和关节驱动力矩求解分析.首先,基于D-H理论对水下大臂展机械手进行正、逆运动学分析,求解各连杆速度与加速度;然后,构建水下大臂展机械手的动力学模型,使用莫里森公式和D-H理论完善动力学模型中的水动力项,采用拉格朗日法求解整机的净浮力、惯性力、离心力、科...