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

1、課題源于國家“十二五”科技支撐項目,主要針對近年來建筑裝飾幕墻的整體化和美觀化設(shè)計要求帶來的,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強度大、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器人系統(tǒng),旨在改變當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化程度。
　　根據(jù)常用大型玻璃板材的安裝工藝特點,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)一套針對大型板

2、材輔助安裝的機器人系統(tǒng)。機器人系統(tǒng)采用六自由度串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式,除下端行走機構(gòu)外,機器人手臂具有四個主動自由度和兩個被動自由度,工作時通過六自由度運動耦合實現(xiàn)板材安裝位置和姿態(tài)的調(diào)整。最后采用模塊化設(shè)計方法完成機器人各功能模塊詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使用Pro-E軟件繪制了機器人整體結(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)靜力學和動力學相關(guān)理論分析機器人系統(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)鍵部件的危險截面

3、和危險點,并對其進行結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析和強度校核。同時,針對機器人系統(tǒng)的實際操作環(huán)境,對整機的傾覆穩(wěn)定性進行分析,得到可靠的性能參數(shù),為機器人的安全性、可行性提供了可靠的理論支持。
　　根據(jù)機器人運動學分析理論,推導(dǎo)機器人運動學方程正解,建立機器人末端位姿余弦矩陣。在插補算法的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)機器人末端一定姿態(tài)下,水平和豎直軌跡變換的插補函數(shù)關(guān)系,為機器人運動控制實現(xiàn)提供準確的理論指導(dǎo)。
　　最后,研制開發(fā)大型板材輔助安裝機器人樣機