面向托卡馬克腔第一壁維護(hù)的遙操作機(jī)械臂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析.pdf

1、作為 ITER的核心反應(yīng)容器,托卡馬克裝置因?yàn)閮?nèi)部工況惡劣,其中的維護(hù)操作必須采用機(jī)械臂完成。面向托卡馬克腔第一壁維護(hù)的機(jī)械臂作業(yè)空間約束復(fù)雜、作業(yè)任務(wù)多樣、操作精度要求高、作業(yè)環(huán)境惡劣,尚沒(méi)有形成統(tǒng)一認(rèn)可的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)思想。
　　本文在介紹面向托卡馬克腔第一壁維護(hù)的原理樣機(jī)總體方案的基礎(chǔ)上,提出了基于此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的遙操作機(jī)械臂具體作業(yè)任務(wù)和主從式遙操作控制的總體方案。根據(jù)托卡馬克腔第一壁維護(hù)作業(yè)的特征,歸納出遙操作機(jī)械臂的

2、設(shè)計(jì)原則,并針對(duì)這些原則,設(shè)計(jì)遙操作機(jī)械臂構(gòu)型,確定機(jī)械臂的自由度數(shù)和關(guān)節(jié)類型配置。
　　用D-H方法建立了遙操作機(jī)械臂桿件坐標(biāo)系,用齊次變換矩陣建立機(jī)械臂的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。用matlab分析機(jī)械臂的工作空間,特別是機(jī)械臂工具末端以垂直于第一壁的姿態(tài)可達(dá)到的空間,以工作空間最優(yōu)為主要目標(biāo),設(shè)計(jì)了機(jī)械臂各桿件長(zhǎng)度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角范圍。
　　根據(jù)遙操作機(jī)械臂的設(shè)計(jì)指標(biāo),完成各關(guān)節(jié)傳動(dòng)選型,對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),給出了機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)