動基座條件下防擺技術研究.pdf

1、本課題來源于船用起重機防擺技術研究，在海洋作業中，船用起重機在波浪的作用下會使吊重大幅擺動，這會使海上作業被迫停止，甚至發生重大的海上事故。因此，船用起重機的防擺問題越來越受到人們的關注。本文根據拉格朗日方程建立了船用起重機吊重擺動的動力學模型，并在無任何防擺措施下對吊重的搖擺情況進行分析，得到的結論是船用起重機吊繩的長度和輪船橫、縱搖運動的頻率對船用起重機吊重系統動力學響應有很大的影響，這為船用起重機的防擺手段提供了重要依據。針對輪船

2、的橫搖、縱搖運動所導致的吊重晃動問題，解決的方法是在船用起重機結構上改進行改進，即在起重機吊臂上增加兩個旋轉關節來補償輪船的橫搖和縱搖運動所導致的起重機端頭的晃動。本文在齊次坐標變換理論和機器人機構運動學以及動力學知識基礎上，結合船用起重機的工作特點來解決吊重系統的防擺動問題?；诖闷鹬貦C的運動學模型是在船舶搖擺情況下建立的，本文運用機器人學中廣泛利用的D-H方法在動基座條件下建立了運動學模型，不僅拓寬了D-H方法運用范圍，而且簡化了

3、船用起重機的運動學模型。通過對運動學方程的求解和船用起重機的運動特點建立了數學算法，該算法是利用起重機關節變量的變化使起重機在工作狀態時保證起重機末端位置始終保持對參考坐標系的X方向和Y軸方向上的相對靜止，最終達到起重機的防擺要求。
　　 求解關節變量是文章核心內容之一，靈活利用運動學模型中矩陣變換和D-H方法，是求解關節變量的主要手段。文中將矩陣轉換后的結果轉化為關于關節變量的非線性方程組，結合船用起重機液壓缸驅動關節實際情況