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《聚變堆遙操作主手的結構設計與優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、碩士研究生學位論文摘要I摘要研制高性能、高精度和應用范圍廣的力反饋主手一直是遙操作機器人領域不斷探究的重要問題。本文所研究的課題是國家科技部“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃專項（國內(nèi)研究）”之“精細遙操作主從機器人與人機交互控制系統(tǒng)”課題（編號：2012GB102005）的部分內(nèi)容，主要針對遙操作機器人力反饋主手進行相關探討與研究。課題要求設計出一種可以控制從手在核反應堆這樣高輻射惡劣環(huán)境下進行精細作業(yè)的遙操作主手，主手的結構設計效果會直接影響從手的作業(yè)質(zhì)量。由此，對通用型力反饋遙操作主手的深入探究將會對提高遙操作系統(tǒng)的性能和拓展遙操作機器人應用領域都有
2、一定的積極推動作用。本文主要研究內(nèi)容如下：1.對遙操作主手在國內(nèi)外的發(fā)展狀況進行了詳細的闡述，對國內(nèi)外學者的研制方案及其研究成果進行了分析及探討。以此，根據(jù)課題背景確定了主手的設計方向，探討了遙操作技術的應用價值，指出了對主手進行結構設計及相關研究的必要性。2.根據(jù)課題需求，選擇確定了相對合適的主手結構類型，以類比方式對主手整體結構進行合理地設計，并對各部分的結構進行了詳細的介紹說明；運用Solidworks軟件完成了對主手機械結構的三維設計。3.根據(jù)主手的構型特征，利用解析法分別對其平動并聯(lián)機構和轉(zhuǎn)動串聯(lián)機構進行了運動學分析，從而得到了主手整體的運動學模型
3、；通過蒙特卡洛法對主手工作空間進行了相關分析；并且通過有限元分析軟件對主手的初始模型進行了靜剛度分析，驗證了所設計的主手模型能夠滿足剛度需求。4.應用機械系統(tǒng)分析軟件ADAMS對主手模型進行了仿真分析。模擬仿真結果顯示主手操作空間能夠滿足設計要求；并利用反饋力指標分析出了各直流伺服電機所輸出的相應力矩；另外在主手各運動副鎖定條件下，進行靜力仿真分析，得到了各個主要關節(jié)點的作用力，為下文的拓撲優(yōu)化做準備。5.利用Hypeworks軟件對所設計主手的重要運動零部件進行了拓撲優(yōu)化分析，使其在滿足靜剛度要求及加工工藝等前提下能夠輕量化。優(yōu)化結果顯示連桿及動平臺比各自
4、的初始模型分別減輕32.6%、25.57%。旨在提高主手的操作性能，降低運動過程中因某些零部件自重的存在而產(chǎn)生的慣性力對控制精確度的影響，進而達到精操作的目的。關鍵詞：遙操作主手；結構設計；運動學分析；ADAMS仿真；拓撲優(yōu)化II摘要碩士研究生學位論文碩士研究生學位論文AbstractIIIAbstractDevelopinghighperformance,highprecisionandwideapplicationrangeofforcefeedbackmasterhandisahottopicinthefieldofteleoperationrobot
5、.ThesubjectofthisstudyispartofNationalministryofscienceandtechnologyinternationalthermonuclearfusionreactorexperiment(ITER)projectspecial"finemaster-slaverobotteleoperationandinteractivecontrolsystem"project(NO.2012GB102005),whichmainlyaimedattherelateddiscussionsandresearchonhuman
6、feedbackmainhandteleoperationmachine.Thesubjectofthispaperistodesignakindofremoteoperationmasterhand,whichcanworkinthehighradiationenvironmentofnuclearreactor.Thedesignofthemainhandonhandhadagreaterinfluenceonthedegreeofjobquality.Therefore,thein-depthstudyoftheuniversaltypeforcefe
7、edbackteleoperationsystemwillhaveapositiveeffectinimprovingtheperformanceoftheteleoperationsystemanddevelopingtheapplicationfieldoftheteleoperationrobot.Themainresearchcontentofthisthesisisasfollows:Firstly,inthisthesis,thedevelopmentsituationofremoteoperationmasterhandsindomestica
8、ndabroadwerediscribedindet
