关键词:
移动机械手
运动学
动力学
人工神经网络
仿真
摘要:
随着我国石化工业的发展,各类化学反应容器和输送管道的泄漏检测与维修已经成为石化工业亟待解决的关键技术。由于泄漏化学品的危害性,具有自主能力的移动机械手便成为代替、辅助人类完成高度危险性修补作业的最佳选择。同时,移动机械手在拆卸易爆、易燃物品,以及防爆、反恐等社会公共安全和军事方面也具有广泛的应用前景。本文在国家863计划项目“化学危险反应器泄漏检测与修补移动机械手系统”(项目编号:2003AA421040)的支持下,对移动机械手协调控制技术进行了研究。
首先,本文论述了Hebut-2型移动机械手的基本结构特征,建立了五自由度机械手和移动平台的子运动学模型及移动机械手统一运动学模型,将机械手末端执行器运动轨迹转化为机械手和车体各关节的分运动,完成了笛卡尔坐标空间到关节空间的运动变换。利用移动机械手正、逆运动学,用vc++编写了5自由度机械手的控制程序。
其次,本文建立了机械手和移动平台的子动力学模型及移动机械手统一动力学模型,并在此基础上建立了移动机械手的动力学模型,由此确立力、质量和加速度以及力矩、惯量和角加速度之间的关系,再根据机械手末端执行器和车体的运动情况完成相应关节力矩的计算,使它们能以期望的加速度和速度运动,保证良好的位置精度。
最后,利用人工神经网络对移动机械手系统进行动力学解耦并用matlab仿真、仿真的结果证明了所用方法的合理性和有效性。