基于力反饋與視覺的板材安裝遙操作系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著建筑業(yè)以及設備制造相關技術的飛速發(fā)展，機械化逐步滲透到建筑工程領域，有效地緩解了建筑施工面臨的安全性差、施工效率低以及工人勞動強度大、危險性高等問題。本課題研究是在國家“十二五”科技支撐計劃項目支持下，針對已研制板材安裝機器人系統(tǒng)存在的安裝平臺安全性差、板材掛件粘接誤差、安裝過程感知信息不全等導致的安裝成功率低等問題，在原有安裝策略上引入基于力反饋與視覺的遙操作技術，開展智能化建筑施工的相關研究。
　　通過對國內(nèi)外建筑施工行業(yè)

2、現(xiàn)狀的分析以及工程實地調(diào)研，總結出建筑施工中的問題與特點，并得出機械化以及脫離現(xiàn)場的高空作業(yè)的發(fā)展趨勢。綜合分析了工程領域遙操作技術以及相關的裝配技術、測控技術的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　通過對現(xiàn)有板材安裝系統(tǒng)以及板材傳統(tǒng)安裝工藝的分析與研究，提出適合本課題遙操作系統(tǒng)的板材安裝工藝流程，并最終確定主手子系統(tǒng)、主從數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及從手子系統(tǒng)。主手子系統(tǒng)采用Novint Falcon力反饋手柄對力覺進行反饋，同時產(chǎn)生位置控制信息。從手子系統(tǒng)以串

3、并聯(lián)板材安裝機器人為平臺，搭載圖像傳感器、六維力傳感器，分別以圖像方式與接觸力方式監(jiān)測板材安裝過程中與環(huán)境交互的情況。主手子系統(tǒng)與從手子系統(tǒng)之間通過無線通信進行數(shù)據(jù)交互。
　　通過對串并聯(lián)機械手平臺的運動學分析，以及并聯(lián)平臺位姿測量模型的分析研究，最終確定板材安裝系統(tǒng)的位置與姿態(tài)控制模型，為板材安裝過程的控制奠定了基礎。
　　最后提出了基于力反饋與視覺的板材安裝遙操作系統(tǒng)的詳細控制策略。對整個遙操作系統(tǒng)進行實驗與優(yōu)化。