【摘要】：目前我國建筑行業(yè)的機械化水平相對發(fā)達國家而言很低,對于高空幕墻的安裝也主要是靠簡單的機械來輔助人工完成;這一施工過程勞動強度大、危險性高,并且施工效率低、施工質量難以保證;涉及到大型幕墻的安裝動輒需要十幾人來共同完成安裝,危險性極高極易出現施工事故。因此,為了提高我國幕墻建筑施工的機械化、智能化水平,同時降低工人的勞動強度,提高施工效率、施工質量,我們開展建筑板材機器人化施工裝備與示范性應用的研究,本課題是國家“十二五”科技支撐項目(。通過深入調查我國建筑幕墻的應用及施工現狀,分析各種不同的建筑幕墻,對比各種建筑幕墻的特點及應用情況,確定本課題研究的對象為框架式玻璃幕墻,并規(guī)劃出具體的施工過程,同時總結出高空幕墻的施工特點。針對高空幕墻施工的特點,機器人提出相應的性能要求。之后分析了各種類型的機器人的優(yōu)缺點,確定出利用混聯機構作為機器人的主要機構;同時利用模塊化設計的理念將機器人分為位置機構和姿態(tài)機構兩部分。根據框架式玻璃幕墻的主流尺寸和實際施工要求,確定出機器人所需的工作空間,并根據此工作空間設計出機器人的機構。之后對機器人進行了運動學分析,建立出機器人的運動方程并求解出逆解,利用蒙特卡洛法計算出機器人的工作空間,并且利用截面法來判斷機器人自身的工作空間是否滿足施工要求。利用拉格朗日法對機器人進行動力學分析,推導出機器人動力學方程,并對機器人動力學參數進行驗證,之后利用Creo2.0軟件對機器人進行動力學仿真,求出機器人各個運動軸的扭矩/拉力曲線圖,并且驗證是否滿足設計要求。最后簡述了機器人的設計研發(fā)過程并介紹了機器人的控制系統(tǒng),同時測量了幕墻安裝機器人的能重比,能重比為13.12%與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比提高了30.12%,滿足機器人的性能要求,并對機器人人機交互性進行了分析,得出了幕墻安裝機器人具有良好的操作性,之后機器人的重復定位精度進行測量,分析了產生誤差的主要原因,為之后提高機器人重復定位精度打下基礎。
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU69;TP242

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