基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法技术

本发明专利技术涉及深潜器技术领域，具体涉及一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，建立了深海机械臂系统的流体‑机械耦合动力学模型，明确了海水对机械臂在深海作业中的影响，揭示了水下机械臂动力学行为及其关键参数，该水下耦合动力模型可以分析机械臂末端夹爪的运动及载荷参数对各关节驱动力矩的要求，从而为机械臂的设计和运行提供重要参考；针对深潜器直线滑移、旋转滑移、y轴顺时针倾覆、y轴逆时针倾覆、x轴顺时针倾覆、x轴逆时针倾覆六种情况开展了力学建模以及潜水器稳定性分析，揭示了极端深海环境下深潜器‑机械臂系统失稳的力学边界条件；通过深潜器‑机械臂动力学作业稳定性建模及分析，为深海安全作业提供了可靠保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及深潜器，具体涉及一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法。

技术介绍

1、潜水器-机械臂系统可以在复杂深海环境下开展各类勘察、取样、救援、修复等作业任务。然而由于深海环境下地形、地质、任务目标的复杂性，如何在保障系统安全稳定前提下，快速精准地完成各类作业任务，是潜水器-机械臂系统的核心技术。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，运用了牛顿-欧拉方程和morison水动力方程，建立了该机械臂系统的机液耦合动力学模型，准确地揭示了机械臂关节运动参数对机械臂末端夹爪在深海作业状态下的影响。技术方案为：

2、一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，包括以下步骤：

3、s1.建立深潜器的世界坐标系{w}、基坐标系{0}及各连杆坐标系{n}；

4、s2.分析深潜器-机械臂的关节驱动力矩向量τa；水阻力矩向量τd以及附加质量力矩向量τm；

5、s3.结合牛顿-欧拉方程及水动力方程，建本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，步骤S1中，基于D-H法建立深海液压机械臂基坐标系{0}和各连杆坐标系{n}，为机械臂基坐标系{0}相对于世界坐标系{w}的姿态变换矩阵，

3.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，步骤S2中，基于Morison方程，第n连杆的微元所受到的微元水阻力相对于各连杆坐标系{n}的计算公式可表达为：

4.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂...

【技术特征摘要】

1.一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，步骤s1中，基于d-h法建立深海液压机械臂基坐标系{0}和各连杆坐标系{n}，为机械臂基坐标系{0}相对于世界坐标系{w}的姿态变换矩阵，

3.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，步骤s2中，基于morison方程，第n连杆的微元所受到的微元水阻力相对于各连杆坐标系{n}的计算公式可表达为：

4.根据权利要求1所述的一种基于深潜器机械臂动力学建模的作业稳定性评估方法，其特征在于，步骤s2中，基于morison方程，第n连杆的微元所受到的微元附加质量力相对于各连杆坐标系{n}的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，刘鑫，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：