针对水下机器人(ROV)应用于水下工作的要求,设计了一款在水深300M以下工作的四关节机械手臂。为了保证机械手臂可靠性,在对ROV的机械手臂在水下进行实际测试之前,我们完成对机械手臂关节单元进行力学分析以及扭矩计算,并对机械手臂的驱动模块选型和详细的密封。同时,通过Soild Works进行机械手臂的三维建模,并对机械手抓进行有限元分析仿真实验。实验结果表明本设计的机械结构强度满足工作要求。机械臂的坐标形式与自由度的配置：考虑到ROV在水下工作环境复杂，可能有杂物，礁石，动物和水草等物体，对机械臂的控制造成影响，并且需要机械臂具有非常好的壁障性，应对水下的复杂环境，完成抓取物体的任务[6,7]。因此选择关节坐标式机械臂，且采用双目视觉技术，就像人的眼睛控制双手抓取物体。机械臂自由度的个数是由其用途决定的；本文设计的机械手臂工作环境为水下，考虑到水下机械臂的设计要求和操作范围，将采用转动关节式结构，本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com水下机器人-数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机折弯机且将机械臂设定为四个自由度。机械臂自由度布置如图1所示。机械臂整体形态仿照人手臂设计，为方便实现手抓姿态调整，实现对目标的抓取动作，将机械臂自由度设定为关节1为水平面的旋转运动、关节2为竖直平面的小幅度转动，关节3为竖直平面的转动，关节四为竖直平面的摆动。四个自由度可以使机械臂能够更加容易抓取到水下的物体。图1机械臂自由度设置2）安装方式的确定：装于潜水器上的机械臂在水下进行作业时，应具备两方面的能力：为完成作业任务，提供必要的操作；保持潜水器有稳定的方位，因为机械手作业受到的反作用力会影响ROV方位的稳定；故两只机械臂别设置在艇首头部的左、右两侧[5,8]。可以保证潜水器的平衡。3）材料选型与性能参数：由于潜水器的本体非常小，所以要求安装的机械手臂必须满足轻型化、耐高压等要求。在负载允许的情况下采用密度小耐腐蚀的铝作为机械手臂的材料。经过运动分析发现双机械臂的运动最远可以达到如下位置，此时机械臂的关节2的运动角度为30°，而双目视觉测距模仿人眼观察物体，故机械臂的末端必须在视线范围内，再加上机械臂的操作角度不低于60°，因此关节1的转动角水下机器人-数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com