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反恐防暴机器人操作装置主要包括自动狙击系统和抓取系统。本论文主要是对这两个系统进行结构设计和功能分析。该自动狙击系统能够代替狙击手对目标物体进行狙击。自动抓取系统在激光引导下可以实现对目标的自动抓取。总的来说该款反恐防暴机器人是一种综合性机器人。该款机器人在反恐防暴的同时,也保证了狙击手和排爆手的人身安全。该自动狙击系统和自动抓取系统主要包括主动云台,随动云台,云台基座,激光测距仪,枪械,摄像头,机械臂,机械手。该系统能够实现远程控制,通过观察视频传输的机器人的工作环境,完成对目标物体的自动狙击或自动抓取。 提出了一种枪械自动狙击的实现方法,对自动狙击系统进行整体机械结构设计,确定系统的自由度,选择合适的驱动方式。建立了坐标系,并对主动云台和随动云台的俯仰角和旋转角进行运动学正逆解,求出它们之间的函数关系,为系统控制提供理论基础。 运用matlab计算自动狙击系统随动云台实际俯仰角度大小和理想值、实际旋转角度大小和理想值之间的相关性系数,并进行数据拟合,以进行误差校正。经验证,拟合之后的实际值与理想值之间的差值明显减小。 设计了一款机械手,使得该机械手在主动云台的引导下,可以自主抓取物体。建立了机械手和主动云台的D-H坐标系,求出该自动抓取系统的正运动学方程。分析机械手的运动空间大小并计算机械手的雅克比矩阵。 利用SolidWorks对狙击系统和抓取系统进行三维建模,并进行整体装配,检查机械零件之间有无干涉问题。运用Adams对系统各关节进行动力学仿真,根据输出电机的力矩曲线,验证各电机的性能能否达到系统的工作要求。