托卡馬克遙操作柔性內(nèi)窺機(jī)械臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、托卡馬克腔是利用磁約束方法控制高溫等離子體從而實(shí)現(xiàn)可控核聚變的環(huán)形真空反應(yīng)容器，其內(nèi)部反應(yīng)環(huán)境為高溫（120℃），真空（10-5Pa）、高強(qiáng)度核輻射（2500Gy/h），其內(nèi)部的檢查、焊接、拆卸、裝配等維護(hù)作業(yè)依賴機(jī)器人系統(tǒng)完成。本論文針對托卡馬克腔腔體內(nèi)部復(fù)雜不規(guī)則表面的掃描和巡檢作業(yè)，研究了十自由度柔性內(nèi)窺機(jī)械臂控制系統(tǒng)，針對機(jī)械臂運(yùn)動進(jìn)行了建模及誤差補(bǔ)償研究。并在一個1:1模型腔上完成了基本功能的測試與驗(yàn)證。
　　本文在總結(jié)

2、概括了現(xiàn)階段國內(nèi)外針對托卡馬克機(jī)器人遙操作控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了一個以工控機(jī)為上位機(jī)、工業(yè)嵌入式微處理器MAESTRO為下位機(jī)的控制系統(tǒng)整體架構(gòu)，設(shè)計(jì)了包含3D鼠標(biāo)操作、界面手動控制和應(yīng)急處理三種基本操作模式，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。采用D-H坐標(biāo)法對基座、大臂及小臂進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)建模，推導(dǎo)了正運(yùn)動學(xué)與逆運(yùn)動學(xué)求解方法，針對D型截面的掃描成像效果設(shè)計(jì)了內(nèi)窺機(jī)械臂在操作空間的優(yōu)化軌跡。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了包含進(jìn)出腔、