大型板材輔助安裝機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、課題源于國家“十二五”科技支撐項(xiàng)目,主要針對(duì)近年來建筑裝飾幕墻的整體化和美觀化設(shè)計(jì)要求帶來的,幕墻板材尺寸和質(zhì)量越來越大,傳統(tǒng)的人工安裝方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、安裝效率低、事故發(fā)生率高、板材破損率高等問題,研究開發(fā)一種面向大型幕墻板材的輔助安裝機(jī)器人系統(tǒng),旨在改變當(dāng)前落后的手工安裝現(xiàn)狀,探索合理的安裝工藝,提升大型板材的安裝自動(dòng)化程度。
　　根據(jù)常用大型玻璃板材的安裝工藝特點(diǎn),在分析國內(nèi)外最新研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,研發(fā)一套針對(duì)大型板

2、材輔助安裝的機(jī)器人系統(tǒng)。機(jī)器人系統(tǒng)采用六自由度串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式,除下端行走機(jī)構(gòu)外,機(jī)器人手臂具有四個(gè)主動(dòng)自由度和兩個(gè)被動(dòng)自由度,工作時(shí)通過六自由度運(yùn)動(dòng)耦合實(shí)現(xiàn)板材安裝位置和姿態(tài)的調(diào)整。最后采用模塊化設(shè)計(jì)方法完成機(jī)器人各功能模塊詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使用Pro-E軟件繪制了機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的3D模型。
　　在操作空間和工作狀態(tài)確定的基礎(chǔ)上,根據(jù)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論分析機(jī)器人系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。在四種不同的工況下,確定系統(tǒng)關(guān)鍵部件的危險(xiǎn)截面

3、和危險(xiǎn)點(diǎn),并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析和強(qiáng)度校核。同時(shí),針對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)際操作環(huán)境,對(duì)整機(jī)的傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行分析,得到可靠的性能參數(shù),為機(jī)器人的安全性、可行性提供了可靠的理論支持。
　　根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析理論,推導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程正解,建立機(jī)器人末端位姿余弦矩陣。在插補(bǔ)算法的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)機(jī)器人末端一定姿態(tài)下,水平和豎直軌跡變換的插補(bǔ)函數(shù)關(guān)系,為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)提供準(zhǔn)確的理論指導(dǎo)。
　　最后,研制開發(fā)大型板材輔助安裝機(jī)器人樣機(jī)