大型排爆机械手机械系统设计与操作算法研究

《大型排爆机械手机械系统设计与操作算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海交通大学硕士学位论文大型排爆机械手机械系统设计与操作算法研究姓名：陶俊申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：张伟军20080101上海交通大学硕士学位论文摘要大型排爆机械手机械系统设计与操作算法研究摘要反恐机器人系统主要用于代替人工，直接在案发现场进行侦察，排除和处理爆炸物以及其他危险品，也可以对持枪的恐怖分子及犯罪分子实施有效攻击，是反恐部队中必不可少的重要装备，同时也广泛应用于救援以及作战平台领域。本论文针对目前排爆机器人承载能力低、工作空间有限、不能适应复杂环境等不足展开研究，研制了可适应车底、车厢等复杂环境作业的大型排爆机械手，主

2、要包括机械手的机械设计、运动学分析及操作算法等方面。本文先从整体上对机器人机械设计的特点和局部结构相关元件的选择进行研究，根据作业环境的要求、负载能力，利用现代机械设计方法，如CAD设计、模块化设计等，通过比较各种传动方式的优缺点，由抓取爆炸物的手爪入手，按从前向后的顺序相对独立地利用Pro/E设计了排爆机械手的各个关节结构。接着对其进行了运动干涉分析和改进，最终设计了一种具有平面冗余度的六自由度机械手。随后采用D-H坐标变换法建立了该机械手的运动学模型，推导了坐标变换矩阵T和雅可比矩阵J，并进行算例验证。最后利用传感器技术和冗余度机器人的特性提出了

3、一种简单实用的机械手操作法，并用Matlab开发了运动仿真程序。关键词：排爆机器人，机械手，机械设计及优化，操作算法，传感器I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTMECHANICALDESIGNANDRESEARCHONALGORITHMFOROPERATIONOFLARGEEODROBOTMANIPULATORABSTRACTAnti-terrorismrobotsystemismainlyusedtodetect,eliminateanddisposebomborotherdangerousexploder.Inadditon,itcanbe

4、usedforlauchingattacktorodmanandterrorist.Itisnotonlytheessentialequipmentinanti-terroristarmy,butalsowidelyusedinsuccorandbattle.Becauseofthelowpayload,finiteworkspaceandbadadaptabilityincomplexenvi-ronment,thethesisputsmoreemphasisontheissueandresearchesaseriesofproblemsinclu

5、dingthewholedesignofrobotmanipulator,analysisofkinematicsandalgorithmforoperationandsoon,developedalargeEODrobotmanipulatorwhichcanbeusedincomplexenvironmensuchasbottomofmotorandcarriage.First,thethesisresearchedthecharacteristricofmechanicaldesignasawholeandselectionofpartials

6、tructureunits.Accordingtotherelatedrequirement,withmodernmethodsofmechanicaldesignsuchasCAD,moduledesignandsoon,thethesisdesignedthejointstructuredependentlyonebyonefromthegriptothewaistaftercomparisonofadvantagesandII上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTdisadvantagesofeachtransmmisionmechanism

7、.Thenthethesisresearchedthesimulationofmotioninferenceandfinallyaccomplisheda6-DOFrobotmanipulator.Secondly,IestablishedkinematicmodeloftheEODrobotmanipulatorwithD-HcoorcinatestransformationandcalculatedthematrixTandmatrixJocobian.ThenIspecifiedtwodifferentpositonandorientation

8、tovalidatetheconclusion.Atlast,Idevelopedansimplebutpr