| 题名 | 光伏组件移动式清扫机械臂运动学及轨迹规划研究 |
| 作者 | 鄢志彬 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 宁会峰 |
| 关键词 | 光伏发电 清扫机器人 运动学 轨迹规划 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 目前,光伏组件发电为太阳能发电的主要方式。自然条件下光伏组件上的积灰较大的影响了发电效率,采用合理的方式清扫光伏组件上的积灰,将有效地提高发电效率。人工清扫与板上机器人清扫的方式存在费用高、管理难等缺点,而采用移动式清扫机器人能有效的避免以上缺点。移动式清扫机器人在大型光伏电站工作时,其清扫机械臂的运动轨迹将直接影响到整个清扫机器人的工作效率。本文对清扫机械臂的运动学、动力学、轨迹规划及时间最短的轨迹优化进行了研究,本中研究的具体内容如下:首先,本文介绍了光伏组件干式清扫机器人的整体结构,并对其清扫的具体过程进行了分析。建立移动平台前后车轮的约束矩阵并进行了完整性分析,之后采用速度表示法建立了移动平台的运动学模型。将清扫机器人结构模型简化为结构简图并建立空间坐标系,在此基础上计算各变量间的数学关系,得出模型中几个特征点间的几何关系,最终建立了清扫机器人的整机运动学模型。其次,采用D-H参数法建立了清扫机械臂的运动学模型,通过坐标变换得出清扫机械臂系统的总变换矩阵,即清扫机械臂的运动学模型。基于运动学模型与参数条件求解清扫机械臂运动学正解和逆解,并在MATLAB中验证了运动学模型、运动学正解和逆解的正确性。然后,采用拉格朗日方程法建立清扫机械臂的动力学模型,基于动力学方程计算了各关节的广义力与力矩。之后利用Adams进行动力学仿真得出各关节(角)速度、(角)加速度、关节力和力矩的变化曲线,并具体分析了仿真结果。最后,采用CAD图解法与元胞数组类型的数值法分别求解了清扫机械臂的工作空间。基于直线与圆弧插补算法设计相应的MATLAB程序,规划出清扫机械臂笛卡尔空间的直线与圆弧轨迹。以时间最短为目标,选用遗传算法(GA)对清扫机械臂关节空间的运动轨迹进行优化,得出时间最短的运动轨迹。利用已研发的清扫机器人进行实验,实验所得运动轨迹与速度基本满足清扫工作的运动要求。总之,本文建立清扫机械臂的运动学、动力学模型的方法可行,也为该类机器人的研究提供了理论基础和借鉴。通过清扫机械臂的轨迹规划研究,为清扫任务的执行提供了理论依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 100 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94830]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 鄢志彬. 光伏组件移动式清扫机械臂运动学及轨迹规划研究[D]. 2019. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论