针对不同地面的核电站检修机器人的运动规划

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1、国内图书分类号：TP39国际图书分类号：004．8工学硕士学位论文学校代码：10079密级：公开针对不同地面的核电站检修机器人的运动规划硕士研究生：导师：申请学位：学科：专业：所在学院：答辩日期：授予学位单位：苏琦柳长安工学硕士计算机科学与技术计算机应用技术控制与计算机工程学院2013年3月华北电力大学ClassifiedIndex：TP39U．D．C：004．8IIllllllllllIJIIlllIIIIIIIIIIJIIIIIl11Y2382676ThesisfortheMaster’SDegreeinEngineeringrnl一--‘p●』no·

2、o1‘nemotionplanning0lmaIntenance＆inspectionrobotondifferentgroundsinnuclearpowerplantCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：School：DateofDefence：Degree-Conferring-Institution：QiSuProf．Chang—anLiuMasterofEngineeringComputerApplicationTechnologySchoolofControlandCo

3、mputerEnglneenngMarch，2013NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《针对不同地面的核电站检修机器人的运动规划》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：％砀J日期：劢B年3月77日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《针

4、对不同地面的核电站检修机器人的运动规划》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在

5、以上相应方框内打“√”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密盯作者签名：导师签名：菇均J撕和哿日期：劢f)年3月)／7日日期：劢f3年?月2寥日华北电力大学硕士学位论文摘要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

6、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

7、的变换表达式，推导出机械臂各关节坐标的正逆解算法表达式，并对机械臂的工作空间进行了分析，对机械臂的轨迹规划方法进行了探讨，提出了优化组合分段函数的轨迹规划方法，随后与几种常用的轨迹规划方法进行了对比分析，最后通过实验验证了该方法的合理性与优越性。关键字：核电站检修；质心偏移；运动参数修正；轨迹规划；优化组合分段函数华北电力大学硕士学位论文AbstractDevelopingnuclearpowerisoneofthemosteffectivewaystoalleviateenergycrisis，andensuringthesafetyofnuclearp

8、oweristheprimarytaskofthedevelopm