水下機(jī)械手水動(dòng)力學(xué)模型及仿真

李　琪，　朱雅喬

(1.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司 國家軌道客車工程研究中心車體研發(fā)部，吉林 長(zhǎng)春　130000;2.天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航空航天與汽車學(xué)院，天津　300350)

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水下機(jī)械手水動(dòng)力學(xué)模型及仿真

李琪1，朱雅喬2

(1.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司 國家軌道客車工程研究中心車體研發(fā)部，吉林 長(zhǎng)春130000;2.天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航空航天與汽車學(xué)院，天津300350)

摘要：以Morison公式為基礎(chǔ)，研究了浮力、水阻力、附加質(zhì)量力對(duì)水下機(jī)械手的影響，結(jié)果表明，在各影響因素中，浮力影響最大，水阻力和附加質(zhì)量力引起的水動(dòng)力很小.以大臂關(guān)節(jié)為例分析了不同水阻系數(shù)和附加質(zhì)量力系數(shù)對(duì)攪水力矩的影響，水阻力系數(shù)對(duì)攪水力矩的影響較大，而附加質(zhì)量力系數(shù)對(duì)攪水力矩的影響較小.

關(guān)鍵詞：水下機(jī)械手；水動(dòng)力學(xué)模型；軌跡規(guī)劃

水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)要考慮水環(huán)境的影響，在水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)研究中，通常是將水環(huán)境影響參數(shù)(浮力、水阻力、附加質(zhì)量力、流體加速力等)融入一般機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建立的方程中[1-2].目前，對(duì)水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型的研究主要采用半理論、半經(jīng)驗(yàn)的方法，在動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立水下機(jī)械手水動(dòng)力學(xué)模型[3-4].本文在對(duì)關(guān)節(jié)空間進(jìn)行軌跡規(guī)劃的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值計(jì)算、定量分析的方法對(duì)比水下機(jī)械手在空氣中和水體中的動(dòng)力學(xué)特性.

1水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型

對(duì)比非水下機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程，建立水下機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程如下：

(1)

C111=0，

C222=0，

C333=0,

C131=2(I3yy-I3xx)s23c23,

C212=0,

C312=0,

C323=0,

G1=0,

由于……