海洋是生命的摇篮,拥有丰富的资源。随着时代的发展,科技的进步,人类探索的目光逐渐聚焦于海洋。机器人作为一种船舶补给作业领域的特种设备,在作业时易受到来自于海浪、洋流的扰动产生6个自由度的运动的影响,无法进行作业或作业效率低下,有时还会造成重大的安全事故。本文针对上述情况开展了对波浪补偿机器人的研究,使得机器人在作业的同时能够将海浪扰动产生的运动补偿掉,让机器人在海上作业变得和在陆地一样平稳。本文从补偿原理、控制流程、控制策略、仿真实验、样机实验等方面对波浪补偿机器人进行了研究,具体内容如下:(1)首先分析了船舶在海上航行时,海浪对机器人作业的影响。通过对影响因素分析拟定波浪补偿机器人选型的依据,并对其进行选型。根据选型结果对机器人的位置、姿态补偿原理进行分析。对控制系统的控制流程进行分析。制定出一套可行的方案。(2)阐述了机器人坐标变换的相关理论知识,采用D-H方法对机器人建立连杆坐标系并进行正运动学、逆运动学的建模,通过Matlab机器人工具箱进行了仿真验证。为后续控制系统研究打下理论基础。(3)对机器人单关节控制策略进行研究,根据实际参数推导了关节电机、伺服系统的数学模型,阐述了常规PID和神经网络PID算法的原理,通过Simulink对整个控制系统进行了仿真分析。(4)波浪补偿机器人控制系统仿真实验研究,通过Solidworks软件进行机器人三维模型的绘制,然后将绘制的三维模型导入到Simmechanics中,添加驱动并编写相关的算法模块,结合控制策略观测整体的补偿效率。(5)搭建波浪补偿机器人样机系统,完成控制系统的硬件、软件设计。通过对实验数据的分析进一步对补偿算法、模型进行验证。