基于力感知的幕墻安裝機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的高層建筑拔地而起。建筑幕墻作為建筑物的主導(dǎo)性外圍裝飾品，越來越受到人們青睞，大量的室外高空幕墻的安裝工程為我國(guó)建筑裝飾業(yè)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。由于我國(guó)建筑業(yè)的整體機(jī)械化水平低，目前我國(guó)高空幕墻的安裝大多仍舊依賴人工，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且危險(xiǎn)性極高，極易出現(xiàn)高空墜落傷亡等各類安全事故。課題來源于國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2012BAF07B00），針對(duì)上述問題，開展高空幕

2、墻安裝的智能化施工裝備的相關(guān)技術(shù)研究，旨在研發(fā)出適用于高層建筑幕墻安裝的自動(dòng)化施工設(shè)備。
　　通過對(duì)國(guó)內(nèi)外建筑幕墻安裝施工現(xiàn)狀的研究，以及深入工程實(shí)地調(diào)研，得到了室外高空作業(yè)相對(duì)于一般建筑施工的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合高空幕墻板材的大尺寸、大重量等要素，總結(jié)限制我國(guó)高層建筑幕墻實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化安裝的技術(shù)難點(diǎn)，并從中提煉出本課題研究的要點(diǎn)。再?gòu)奈覈?guó)建筑業(yè)施工水平和自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，概括出了一種適合于半自動(dòng)化安裝的室外高空幕墻安裝的施工

3、工藝方案，并擬定出一套現(xiàn)實(shí)可行的高空幕墻輔助安裝系統(tǒng)。該機(jī)器人系統(tǒng)安裝于專用的高空懸掛作業(yè)平臺(tái)上，具有6個(gè)自由度。對(duì)幕墻安裝機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求出了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解，并分析了機(jī)器人的工作空間。
　　論文著重對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和探討，提出了一種基于阻抗控制的人機(jī)協(xié)作安裝策略。利用兩個(gè)六維力傳感器分別采集操作力和幕墻與環(huán)境的接觸力，由于扶手和末端執(zhí)行器自重對(duì)力傳感器的影響，論文研究了力傳感器姿態(tài)變化時(shí)的重力補(bǔ)償方