【正文】 運(yùn)動(dòng)，J為相對(duì)于參考坐標(biāo)系的雅可比矩陣。可以將相對(duì)于最后一個(gè)坐標(biāo)系的速度方程寫(xiě)為： （）其中為相對(duì)于手坐標(biāo)系的微分運(yùn)動(dòng)，為相對(duì)于手坐標(biāo)系{6}(對(duì)于6自由度機(jī)械手)的雅可比矩陣的逆矩陣，為機(jī)械手此時(shí)各關(guān)節(jié)的微分運(yùn)動(dòng)。再通過(guò)，即可求出相對(duì)于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系下的速度引起的各關(guān)節(jié)的速度。四自由度機(jī)械手對(duì)于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的雅可比矩陣：，矩陣各列求解可以簡(jiǎn)單如下過(guò)程： 第1列用，第2列用，第3列用，第4列用。代入已知的各矩陣值，并且求出雅可比矩陣每一列的各行運(yùn)算表達(dá)式：經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化之后可得到各元素依次為：第一列：第二列：第三列：第四列： 由于，在求解各轉(zhuǎn)角速度時(shí)需要先求。求逆雅可比矩陣有兩種方法，兩者都十分困難，它們不僅計(jì)算量大而且費(fèi)時(shí)。一種方法是求出符號(hào)形式的逆雅可比矩陣，然后把數(shù)值代入其中并計(jì)算出速度；另一種方法是將數(shù)據(jù)代入雅可比矩陣，然后用高斯消去法或其他類(lèi)似方法來(lái)求該逆數(shù)值矩陣。盡管這些方法都是可行的，但它們并不常用。而且是6 4的矩陣，這又給求取機(jī)器人逆雅可比矩陣增加困難，無(wú)法保證計(jì)算過(guò)程的高效和快捷性。一種替代的方法是，用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程來(lái)計(jì)算關(guān)節(jié)的速度。步驟如下：（1）求解， （）（2）求解，設(shè)則 （）（3）求解， （）由于是和矩陣的微分變化，等都可以從矩陣中得到，則： （）把中各元素代入上述(1)(4)步驟中各轉(zhuǎn)角速度公式中即可求出相應(yīng)的關(guān)節(jié)角速度。167。本章在深入研究四自由度機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，用DH法建立了四自由度機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，分析了機(jī)械手的關(guān)節(jié)速度與雅可比矩陣。為下面的仿真分析提供了理論基礎(chǔ)，也為今后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近巡線機(jī)器人機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型奠定了基礎(chǔ)。 第四章 總結(jié)與展望167。本文針對(duì)110kv電壓等級(jí)高壓架空輸電線路設(shè)計(jì)了具有自主越障能力和爬坡能力的巡線機(jī)器人。并在CATIA環(huán)境下建立了巡線機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型. 本文主要在以下幾個(gè)方面作出了一些工作：簡(jiǎn)要闡述了巡線機(jī)器人技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。提出了本課題巡線機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。利用CATIA軟件，建立了巡線機(jī)器人基于特征的參數(shù)化模型，以此為基礎(chǔ)建立了該機(jī)器人的虛擬樣機(jī)。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度分析了巡線機(jī)器人操作臂的關(guān)節(jié)角位移、角速度等。利用CAT/ADAMS模塊將虛擬樣機(jī)導(dǎo)入到ADAMS軟件中，基于ADAMS建立了運(yùn)動(dòng)仿真模型，對(duì)巡線機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，得到了仿真曲線。驗(yàn)證了巡線機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的合理性和正確性，為機(jī)器人的后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。167。 后續(xù)工作與展望巡線機(jī)器人及其工作環(huán)境是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)模型，本文所建立的模型只是其真實(shí)樣機(jī)的粗糙反映，不能夠完全真實(shí)的反映實(shí)際情況，有待進(jìn)一步的完善。通過(guò)本文的工作，發(fā)現(xiàn)在這一課題上還是有很多值得深入研究的地方。目前還可以在以下方面展開(kāi)進(jìn)一步的探索和深入：1)巡線機(jī)器人以高壓輸電線路的全程為作業(yè)路徑，這一柔性環(huán)境與機(jī)器人多剛體系統(tǒng)間的耦合勢(shì)必對(duì)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性造成極大影響，故應(yīng)當(dāng)考慮導(dǎo)線的柔性。對(duì)巡線機(jī)器人沿導(dǎo)線的無(wú)障礙段直線行走和手臂抬升動(dòng)作建立完整的動(dòng)力學(xué)模型，仿真分析機(jī)器人與作業(yè)環(huán)境間的剛?cè)狁詈蠈?duì)其動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。2)考慮跨越跳線時(shí)各關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)時(shí)機(jī)器人過(guò)障的動(dòng)作規(guī)劃，提高其過(guò)障效率。3)巡線機(jī)器人沿導(dǎo)線滾動(dòng)運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)仿真中，接觸力模型的參數(shù)還需深入研究，有必要建立準(zhǔn)確、精細(xì)的摩擦力模型，以真實(shí)的反映巡線機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各關(guān)節(jié)的摩擦力/力矩，為計(jì)算有限元的分析提供必要及真實(shí)的動(dòng)載荷輸入。4)在確定了一些關(guān)鍵的參數(shù)取值后，可以在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上，建立巡線機(jī)器人的全參數(shù)模型，引入相關(guān)設(shè)計(jì)變量，對(duì)關(guān)鍵部分的機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)，獲得巡線機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，為今后將巡線機(jī)器人在高壓導(dǎo)線的巡檢工作中擁有更好，更廣泛的應(yīng)用前景做鋪墊。 致 謝本文是在導(dǎo)師于化東教授的悉心指導(dǎo)下完成的。作者在本科的四年學(xué)習(xí)生活的基礎(chǔ)下，同時(shí)在導(dǎo)師無(wú)微不至的指導(dǎo)和關(guān)懷中完成的。在此，謹(jǐn)向?qū)熤乱灾孕牡母兄x！導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、深邃的學(xué)術(shù)思想、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勤奮求學(xué)的科學(xué)精神及正直的品德，使我終身受益。在本文完成之際，對(duì)導(dǎo)師的細(xì)心關(guān)懷和培養(yǎng)表示衷心的感謝！特別感謝許金凱老師，抽出了大量的寶貴時(shí)間對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行解說(shuō)和指導(dǎo)。他熱情的幫助和細(xì)心指導(dǎo)使我受益匪淺，讓我學(xué)到了許多在書(shū)本上學(xué)不到的東西。在此向許老師表示由衷的感謝！同時(shí)也要感謝司禹師姐，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)我的幫助和關(guān)懷，并多次幫助我查找和修正畢業(yè)設(shè)計(jì)中的缺陷。謹(jǐn)在此對(duì)司禹師姐表示衷心的感謝！感謝班級(jí)全體同學(xué)和所有關(guān)心、幫助過(guò)我的其他老師、同學(xué)和朋友。最后，要感謝家人和親友。在作者求學(xué)期間，他們給予了最大的關(guān)懷、理解和支持，在此向他們表示深深的謝意！ 作者：尹明洋 2009年6月4日星期四參 考 文 獻(xiàn),:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1998:89～96. J,Kusumoto K,Munakata Mobile Robot for Inspection of Power Transmission Trans on owerDelivery,1991,6(1):309～315. S,Cote J,St Louis Results on the Development of a Trolley forLiveline :Proceedings of IEEE 9thInternational Conference on Transmission and Distribution Construction,Operation and Liveline (NJ),IEEE,2000:21～27. HQ lineROVer:Contributing to Innovation in Transmission Line :Proceedings ofIEEE 10thInternational Conference on Transmission and Distribution Construction Operation and Liveline Maintenance,Vol (NJ),IEEE,2003:33～40. Repair and Examine Live Lines in Sever World,1989(5):71～72. J,Ostrowski J P,Kumar V,et formations of multiple mobile of the 1998 IEEEInternationl Conference on Robotics and :IEEE,1998:2864～2869. H,Shimada T,Kobayashi inspection robot for feeder cablessnake like motion of the1992 International conference on Industrial Electronics,Control,Instrumentation,and Diego,CAUSA:1992:849～852.,梁自澤,2004,26(5):467～473.::38. S,Pungsiri Robot for a Power Transmission Line :Proceedings of 2001 IEEEInternational Symposium on Circuits and Systems,Vol (NJ):IEEE,2001:121～124. M,kawashima T,Minemura M,et Induction Method for Detecting and Locating Flaws onOverhead Transmission Trans on Power Delivery,1990,5(3):1484～1490.,::56～69.,13(3):67～69.,邱靜,::66～70. :清華大學(xué)出版社,2002:10～12.:.,::53～57.,2002,(4):19～21.::45～47.,岡薩雷斯,::9～39.::64～，聯(lián)系1961660126如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126