亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        艦船過駁6自由度波浪補(bǔ)償機(jī)器人仿真研究

        2012-08-16 02:25:38溫兆麟陳愛國
        關(guān)鍵詞:支鏈艦船波浪

        溫兆麟,陳愛國

        (廣州航海高等??茖W(xué)校船舶工程學(xué)院,廣東廣州510725)

        艦船在風(fēng)浪的作用下存在6個(gè)自由度的不規(guī)則運(yùn)動(dòng):橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩和垂蕩。艦船在3級(jí)以上海況時(shí)不能進(jìn)行安全過駁[1],而目前研究的艦船過駁波浪補(bǔ)償機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)垂蕩一個(gè)自由度的補(bǔ)償。為進(jìn)一步拓展艦船過駁波浪補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性,在對(duì)基于加速度計(jì)陣列的艦船波浪運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集原理和加速度數(shù)據(jù)檢測(cè)與積分試驗(yàn)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上[2],研究了能實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度波浪補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人技術(shù),這對(duì)新型主動(dòng)式艦船過駁波浪補(bǔ)償裝置的研發(fā)具有重要意義。

        1 艦船過駁6自由度波浪補(bǔ)償機(jī)器人建模

        為進(jìn)行船舶6個(gè)自由度的波浪運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償,設(shè)計(jì)了六自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)(圖1)。該機(jī)構(gòu)的上平臺(tái)為靜平臺(tái),與起重機(jī)的減搖吊具相連;可作6個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的下平臺(tái)與重物相連;上下平臺(tái)各通過6個(gè)球鉸或萬向鉸與6條支鏈相鏈;每條支鏈的中部為可伸縮的液壓缸;上下平臺(tái)以6個(gè)球鉸為頂點(diǎn)形成2個(gè)內(nèi)結(jié)于半徑分別為r和R的圓的凸多邊形,分別以上下平臺(tái)的中點(diǎn)為原點(diǎn),以過A5A6或B5B6的中點(diǎn)建立x軸,垂直上平臺(tái)向上建立z軸,按右手規(guī)則建立y軸,形成上下兩個(gè)平臺(tái)的連體坐標(biāo)系[3]。

        圖1 6自由度并聯(lián)機(jī)器人Fig.1 Six-degree-of-freedom parallel robot

        設(shè)從靜坐標(biāo)系到動(dòng)坐標(biāo)系的姿態(tài)變換方式為O繞坐標(biāo)系O-XYZ中的X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)角度分別為 α、β、γ,則得到方向余弦矩陣[4-5]:

        支鏈在靜坐標(biāo)系中的矢量Li為:

        式中:t=[xOyOzO]T是動(dòng)坐標(biāo)系原點(diǎn)O在靜坐標(biāo)系中的矢量表示。

        6自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系為:

        式中:

        式中:動(dòng)平臺(tái)的平移速度為:

        動(dòng)平臺(tái)在靜坐標(biāo)系中的角速度為:

        2 艦船過駁波浪補(bǔ)償機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)

        針對(duì)文中采用的6自由度并聯(lián)機(jī)器人,上下平臺(tái)均采用長短邊相接的方式,而且上平臺(tái)的短邊與下平臺(tái)的長邊相對(duì)應(yīng)用支鏈相鏈。令短邊所對(duì)應(yīng)的中心角為θ,則長邊所對(duì)應(yīng)的中心角為(120-θ),設(shè)靜平臺(tái)連體坐標(biāo)系的x軸垂直通過長邊的中心,如圖2,則動(dòng)靜平臺(tái)各頂點(diǎn)在各自的連體坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為:

        圖2 6自由度并聯(lián)機(jī)器人平臺(tái)坐標(biāo)示意Fig.2 Platform coordinate of six-degree-of-freedom parallel robot

        令短邊所對(duì)應(yīng)的中心角θ=36°,靜平臺(tái)半徑r=0.8 m,動(dòng)平臺(tái)半徑等于R=0.64 m,要求動(dòng)平臺(tái)在3個(gè)方向的平移量可同時(shí)達(dá)到±0.7 m,編程優(yōu)化計(jì)算得支鏈最小長度為 1.831 4 m,最大長度為3.462 2 m。機(jī)器人補(bǔ)償前所有支鏈的初始位置處在2.522 7 m長度處,此時(shí)動(dòng)平臺(tái)與靜平臺(tái)平行且中心在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(0,0,-2.5)m。當(dāng)平臺(tái)在3個(gè)方向的平移量不超過±0.4 m,繞3軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度至少可同時(shí)達(dá)±18°,單獨(dú)繞x軸或y軸轉(zhuǎn)動(dòng)可達(dá)±26°;當(dāng)平臺(tái)在3個(gè)方向的平移量不超過±0.2 m,繞3軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度至少可同時(shí)達(dá)±35°[7-8]。

        對(duì)于平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)傳遞特性如式(5)所示主要取決于與平臺(tái)所處位置有關(guān)的雅可比矩陣,比如當(dāng)位置 t=[xOyOzO]T=[0.2,0.2,-0.2],姿態(tài) α、γ 均為25°,β為-25°,計(jì)算得到的矩陳A、B和雅可比矩陣J如式(28)~式(30)。

        設(shè)3 方向平移速度分別為0.1,0.1,0.2 m/s,3 個(gè)角速度分量分別為4.130 8,0.280 5,0.309 5(°)/s,經(jīng)計(jì)算得到此時(shí)各支鏈油桿的速度:

        從前面的推導(dǎo)過程可知,向量˙L中的各分量表示的是各油桿長度的變化速率,是無方向的標(biāo)量,負(fù)號(hào)表示油桿收縮,平臺(tái)上行,單位為m/s。

        3 艦船過駁波浪補(bǔ)償機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)

        設(shè)6自由度波浪補(bǔ)償機(jī)器人進(jìn)行波浪補(bǔ)償時(shí),動(dòng)平臺(tái)中心點(diǎn)O在靜平臺(tái)坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為:

        以采樣時(shí)間0.1 s進(jìn)行離散化抽樣。仿真軟件流程處理框圖如圖3。經(jīng)編程處理得到,仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)平臺(tái)中心點(diǎn)坐標(biāo)變化如圖4。仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)角變化如圖5。仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)支鏈長度變化如圖6。仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)支鏈速率變化如圖7[9]。

        圖3 船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)仿真軟件流程Fig.3 Flaw diagram of simulative soft for compensating wave movement of sealift ships

        圖4 仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)平臺(tái)中心點(diǎn)坐標(biāo)變化Fig.4 Coordinate curve of active platform center point based on simulative soft

        圖5 仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)角變化Fig.5 Pose angle curve of active platform based on simulative soft

        圖6 仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)支鏈長度變化Fig.6 Variation curve of branch chain length based on simulative soft

        圖7 仿真船舶過駁波浪補(bǔ)償系統(tǒng)支鏈速率變化Fig.7 Variation curve of branch chain velocity based on simulative soft

        4 結(jié)語

        筆者提出了一種對(duì)艦船過駁進(jìn)行6自由度波浪補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人,當(dāng)該機(jī)器人在3個(gè)方向的平移補(bǔ)償量不超過±0.4 m,繞3軸轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕嵌戎辽倏赏瑫r(shí)達(dá)±18°,單獨(dú)繞x軸或y軸轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償可達(dá)±26°;當(dāng)該機(jī)器人在3個(gè)方向的平移補(bǔ)償量不超過±0.2 m,繞3軸轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕嵌戎辽倏赏瑫r(shí)達(dá)±35°。該機(jī)器人的采用,為艦船過駁波浪運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度的完全補(bǔ)償提供了可能。

        [1]陳遠(yuǎn)明.艦(船)載直升機(jī)平臺(tái)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的試驗(yàn)研究[D].廣州:華南理工大學(xué),2007:34-43.

        [2]陳愛國,葉家瑋,陳遠(yuǎn)明.基于加速度計(jì)陣列的艦船波浪運(yùn)動(dòng)檢測(cè)[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào):理工版,2010,27(3):374-378.Chen Aiguo,Ye Jiawei,Chen Yuanming.Measurement principle of ship wave movement based on accelerometer array [J].Jornal of Shenzhen University:Science and Engineering,2010,27(3):374-378.

        [3]郝軼寧,王軍政,汪首坤.六自由度運(yùn)動(dòng)姿態(tài)模擬系統(tǒng)的研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002,22(3):331-335.Hao Yining,Wang Junzheng,Wang Shoukun.A study on a sixdegree-of-freedom platform [J].Journal of Beijing Institute of Technology,2002,22(3):331-335.

        [4]Chen Aiguo,Ye Jiawe.Research on the genetic neural network for the computation of ship resistance[C]//Proceedings of 2009 International Conference on Computational Intelligence and Natural Computing.Wuhan:IEEE Computer Society,2009:366-369.

        [5]Chen Aiguo,Ye Jiawe.Research on four layer back propagation neural network for the computation of ship resistance[C].Proceedings of 2009 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation.Changchun:IEEE Robotics and Automation Society,2009:2537-2541.

        [6]李慶揚(yáng).數(shù)值分析[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006:92-100.

        [7]呂崇耀,熊有倫.6-6并聯(lián)機(jī)構(gòu)封閉運(yùn)動(dòng)學(xué)位姿正解單解[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),1999,27(7):36-38.Lv Chongyao,Xong Youlun.A closed-form forward kinematics of 6-6stewart in-parallel mechanisms[J].Journal of Huazhong University of Science & Technology,1999,27(7):36-38.

        [8]Ye Jiawei,Chen Yuanming,Wang Dongjiao,et al.Wave motion compensation scheme and its model tests for the salvage of an ancient sunken boat[J].China Ocean Engineering,2006,20(4):635-643.

        [9]解本銘,江訓(xùn)忠.基于ADAMS和MATLAB的三自由度并聯(lián)打磨機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2010(8):12-16.Xie Benming,Jiang Xunzhong.Kinematics simulation of 3-D of parallel barinder based on ADAMS and MATLAB[J].Manufacturing Technology& Machine Tool,2010(8):12-16.

        猜你喜歡
        支鏈艦船波浪
        艦船通信中的噪聲消除研究
        波浪谷和波浪巖
        艦船測(cè)風(fēng)傳感器安裝位置數(shù)值仿真
        波浪谷隨想
        去看神奇波浪谷
        艦船腐蝕預(yù)防與控制系統(tǒng)工程
        臭氧護(hù)理皮支鏈皮瓣200例觀察分析
        卵內(nèi)注射支鏈氨基酸對(duì)雞胚胎生長發(fā)育和孵化時(shí)間的影響
        飼料博覽(2015年4期)2015-04-05 10:34:14
        3UPS-S并聯(lián)機(jī)構(gòu)單支鏈驅(qū)動(dòng)奇異分析
        波浪中并靠兩船相對(duì)運(yùn)動(dòng)的短時(shí)預(yù)報(bào)
        中國航海(2014年1期)2014-05-09 07:54:24
        狠狠综合久久av一区二区三区| 精品乱码卡1卡2卡3免费开放| 99国产超薄丝袜足j在线播放| 国产免费的视频一区二区| 亚洲一区二区三区在线看| 国产69久久精品成人看| 麻豆高清免费国产一区| 69天堂国产在线精品观看| 亚洲一区二区岛国高清| 少妇真实被内射视频三四区| 又爽又黄又无遮挡的激情视频| 欧美日韩一区二区三区色综合| 国产免费一区二区三区三| 99国产精品久久99久久久| 中文字幕在线播放| 少妇无码av无码去区钱| 日韩男女av中文字幕| 麻豆国产精品久久人妻| 中国a级毛片免费观看| 久久亚洲av成人无码软件| 一区二区高清视频免费在线观看 | 蜜桃av精品一区二区三区| 精品无码人妻一区二区三区品| 国产精品久久国产三级国电话系列| 国产亚洲av一线观看| 日韩欧美亚洲国产精品字幕久久久| 精品福利视频一区二区三区| 亚洲精品国产不卡在线观看| 日韩美女av一区二区| 国产精品视频免费播放| 中文字幕在线码一区| 国产精品一区二区黄色片| 中国娇小与黑人巨大交| 毛片在线播放a| 亚洲午夜无码久久久久软件 | 波多野结衣av一区二区全免费观看| 亚洲国产精品久久久久秋霞影院| 亚欧同人精品天堂| 少妇被按摩出高潮了一区二区| 69sex久久精品国产麻豆| 8av国产精品爽爽ⅴa在线观看|