水下機(jī)器人矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合與動(dòng)力學(xué)建模.pdf

1、矢量推進(jìn)技術(shù)目前較成熟的應(yīng)用在航空航天等領(lǐng)域，應(yīng)用在水下機(jī)器人的單機(jī)構(gòu)多姿態(tài)矢量推進(jìn)技術(shù)是對(duì)此推進(jìn)技術(shù)較新穎的探索，本文以設(shè)計(jì)具有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞功能和空間姿態(tài)調(diào)整功能的矢量推進(jìn)器為目標(biāo)，基于螺旋理論開(kāi)展少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的水下機(jī)器人單機(jī)構(gòu)多姿態(tài)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　首先，本文分析了水下機(jī)器人矢量推進(jìn)功能的需求，歸納出可用來(lái)綜合矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)的所有可能形式的8類分支運(yùn)動(dòng)鏈，并分別給出了8類分支運(yùn)動(dòng)鏈的組

2、合方式;結(jié)合螺旋理論的理論方法，歸納出3大類并聯(lián)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)，全面而系統(tǒng)地解決了具有兩個(gè)方向偏轉(zhuǎn)的并聯(lián)矢量推進(jìn)器型綜合問(wèn)題，給出了3大類并聯(lián)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，并提出了可行的構(gòu)型方案，分析了相應(yīng)的力約束和運(yùn)動(dòng)特性，分別給出了3大類并聯(lián)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)范例。
　　然后，采用構(gòu)造過(guò)約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)的方法設(shè)計(jì)了一種3自由度RRR-RR-RU球面并聯(lián)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)?；诼菪碚摌?gòu)建了矢量推進(jìn)球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性

3、，計(jì)算了機(jī)構(gòu)的位姿正逆解。在閉鏈約束方程的基礎(chǔ)上運(yùn)用矢量代數(shù)法推導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣。利用特征結(jié)構(gòu)配置的解耦法建立了機(jī)構(gòu)的速度和加速度模型，分析了機(jī)構(gòu)的工作空間和靈巧度等運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。
　　最后，本文利用螺旋理論對(duì)水下機(jī)器人的RRR-RR-RU球面并聯(lián)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模，并結(jié)合水動(dòng)力學(xué)分析了工作環(huán)境的影響，使螺旋理論體系在水下機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模中得到進(jìn)一步完善。結(jié)合算例對(duì)矢量推進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了MATLAB和ADAMS聯(lián)合仿真分