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6-DOF管道并联机器人及其虚拟样机技术

论文摘要

管道作为石油化工工业的重要输送手段一直被人们广泛关注,随之带来的是如何解决管道中作业、管道检测等一系列问题,管道机器人由此应运而生,并成为一个热门技术研究内容。其中管道机器人的移动技术是其重要的研究内容。管道机器人在垂直管中行走、如何有效的通过各种角度的弯道是移动技术理论研究中急待解决的问题。另一方面,并联机器人作为一种新结构的机器人因其特有的优势越来越受到人们的关注,已在诸如分形模拟器、新型机床、大型射电望远镜、航空宇航器对接等领域获得了广泛应用,是近年来国内外研究的热点之一。将并联机器人应用于管内行走中目前还属于比较新的研究领域,其能否适应管道中的复杂环境还有待于探索。本文应用矩阵分析和齐次坐标变换建立了6-DOF管道并联机器人在弯管中行走运动的位置反解数学模型;系统地分析了机器人的弯道通过性,提出了驱动杆与管壁间干涉问题的研究方法和解决措施;最后,运用虚拟样机技术建立了虚拟样机进行仿真分析,验证了理论分析的结果,为今后物理样机的建立打下了坚实的基础。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 创新点摘要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及课题来源
  • 1.2 国内外管道机器人发展概况
  • 1.2.1 车轮式管内机器人
  • 1.2.2 履带式管内机器人
  • 1.2.3 其它类型的管内机器人
  • 1.3 6-DOF 并联机器人国内外发展现状
  • 1.3.1 6-DOF 并联机器人简介
  • 1.3.2 并联机器人的发展状况
  • 1.4 并联机构在管道机器人研究中的应用
  • 1.5 课题主要研究内容
  • 第二章 6-DOF 管道并联机器人的运动分析
  • 2.1 6-DOF 管道并联机器人的工作原理
  • 2.2 6-DOF 管道并联机器人的位置分析
  • 2.2.1 位姿描述
  • 2.2.2 铰链点位置的确定
  • 2.3 6-DOF 管道并联机器人的运动轨迹描述
  • 2.4 位置反解
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 6-DOF 管道并联机器人的弯道通过性分析
  • 3.1 驱动杆间干涉分析
  • 3.2 驱动杆与弯道的干涉性分析
  • 3.2.1 弯道内线段与管壁最小距离的描述
  • 3.2.2 驱动杆与弯道的干涉性分析
  • 3.3 6-DOF 管道并联机器人运动步长的分析
  • 3.4 求解算例
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于虚拟样机技术的6-DOF 管道并联机器人仿真分析
  • 4.1 ADAMS 软件介绍
  • 4.2 6-DOF 管道并联机器人虚拟样机模型的建立
  • 4.3 6-DOF 管道并联机器人运动学仿真分析
  • 4.3.1 6-DOF 管道并联机器人仿真步骤
  • 4.3.2 仿真过程曲线分析
  • 4.4 6-DOF 管道并联机器人动力学仿真
  • 4.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/2438b2404ad962ca8d11a8f1.html