淺海船基水下自動(dòng)檢測(cè)裝置機(jī)械手臂研究.pdf

1、本文中淺海平臺(tái)自動(dòng)檢測(cè)裝置實(shí)質(zhì)上為一自動(dòng)機(jī)械手臂，該機(jī)械手臂底座固定在平臺(tái)上，另一端可伸入水下。機(jī)械手臂末端裝有攝像機(jī)，對(duì)平臺(tái)水下導(dǎo)管架進(jìn)行圖像采集，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡脚_(tái)上，用相關(guān)軟件進(jìn)行分析，確定導(dǎo)管架是否存在缺陷。 本文首先介紹了機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)，并對(duì)機(jī)械手臂建立了數(shù)學(xué)模型。對(duì)每個(gè)關(guān)節(jié)建立了坐標(biāo)系，采用齊次坐標(biāo)變換的方法描述各坐標(biāo)系之間的關(guān)系。隨后對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得到運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。為方便進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解運(yùn)

2、算，采用MATLAB軟件編寫(xiě)了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解求解程序。為研究機(jī)械手臂操作速度與關(guān)節(jié)速度之間的關(guān)系，采用微分變換法推導(dǎo)出了機(jī)械手臂雅可比矩陣。 在對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，本文利用OpenGL，軟件開(kāi)發(fā)了自動(dòng)檢測(cè)機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)仿真程序，將運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解運(yùn)算得到的數(shù)據(jù)輸入該程序中，該程序則會(huì)仿真出機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡和最終位置。根據(jù)仿真結(jié)果可以提前知道機(jī)械手臂將要進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而決定是否讓機(jī)械手臂執(zhí)行該運(yùn)動(dòng)。 本文為解決求

3、解機(jī)械手臂動(dòng)力學(xué)方程復(fù)雜繁瑣的困難，引入了動(dòng)態(tài)仿真軟件ADAMS，運(yùn)用該軟件對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到了機(jī)械手臂各部分位移-時(shí)間、速度-時(shí)間、加速度-時(shí)間曲線圖。 最后，本文對(duì)機(jī)械手臂控制系統(tǒng)作了介紹?？刂葡到y(tǒng)采用上、下位初 控制方式，即上位機(jī)為PC機(jī)完成主要的運(yùn)算，下位機(jī)為單片機(jī)完成對(duì)電機(jī)的控制?？刂葡到y(tǒng)由串口通訊電路、單片機(jī)、環(huán)形分配器、驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)等部分組成。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)算仿真結(jié)果，當(dāng)決定機(jī)械手臂執(zhí)