裝甑機器人運動規(guī)劃的研究與應用.pdf

1、專業(yè)學位碩士學位論文裝甑機器人運動規(guī)劃的研究與應用ResearchonandAppHcationofRetortofMakeWineRobot學號：41309214完成日期：2015一03—20大連理工大學Dali觚U11iVers時ofTecllIl010斟大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要白酒釀造技術在中國已經經歷了幾千年，中國酒文化源遠流長，但是智能機械化釀酒程度比較空缺，目前都是靠著肩拉臂抬。本文就采用工業(yè)機器人釀酒，給出了切

2、實可行的方案。酒醅裝甑是釀酒行業(yè)比較重點的一個關鍵環(huán)節(jié)，采用六自由度機器人進行裝甑工作，實現(xiàn)了釀酒裝甑環(huán)節(jié)的智能自動化。本論文主要研究的是六自由度機器人在圓桶內的路徑規(guī)劃問題的研究與應用。研究六自由度機器人末端帶動料倉在甑桶內部實施鋪料，分析了六自由度機器人數(shù)學模型的基礎上，主要研究一個不規(guī)則的幾何物體在圓內部的路徑規(guī)劃問題，建立機器人運動軌跡的數(shù)學模型。針對路徑規(guī)劃問題，分析比較了遺傳算法、二岔樹逆向尋優(yōu)方法、人工勢場法等多種算法，提

3、出引入一種改進人工勢場算法，解決勢場算法的合力方向規(guī)劃機器人的實時路徑問題。在本論文中原來的改進人工勢場算法也不能完全的適用，需要建立新的斥力以及引力計算模型來改變合力方向，實時規(guī)劃出機器人的運動軌跡。在機器人實時運動過程中，由于甑桶底部有蒸汽來加熱桶內的酒醅，表層酒醅的溫度會改變機器人的運動軌跡，通過采用紅外相機實時檢測桶表面的溫度情況，引入灰度直方圖的算法計算出料面溫度較高的區(qū)域，把坐標傳輸?shù)綑C器人，機器人會對坐標點進行統(tǒng)一規(guī)劃，按

4、照冒氣最少的原則來規(guī)劃機器人的運動軌跡，降低酒精蒸發(fā)量，提高釀酒的產率。甑酒步驟的核心有兩點：其一是判斷酒氣冒氣位置；其二盡可能快的去蓋料。經過不斷的實驗和嘗試，不斷優(yōu)化運動規(guī)劃算法達到縮短機器人蓋料的路徑和時間，這個是甑酒機器人作業(yè)效率的硬指標。目前第一臺甑酒機器人樣機已經研發(fā)完成并在某酒廠試用，作業(yè)數(shù)據與傳統(tǒng)作業(yè)情況進行大量的數(shù)據采集和分析對比，采用了智能甑酒機器人的甑酒工藝比傳統(tǒng)的人工甑酒在效率上提高很多，酒品質以及出酒量都有很大