全自主堵板操作機器人系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間:2020-12-09 22:20
在核電站蒸汽發(fā)生器維修期間,為了減少維修人員的勞動強度和輻射時間,設(shè)計全自主堵板操作機器人系統(tǒng)來幫助維修人員完成主要管道的全自主密封。該機器人系統(tǒng)包括機器手、兩種機器人末端和末端快換裝置。提出首先利用圖像識別算法定位螺栓中心,然后利用標(biāo)定算法轉(zhuǎn)換得到定位中心在機器人坐標(biāo)系下的位置,從而引導(dǎo)機器人完成擰螺栓和抓取堵板的動作。進(jìn)行了10次抓取堵板和擰螺栓的實驗,圓心定位準(zhǔn)確率為100%,且都能完成擰螺栓和抓取堵板的動作。實驗結(jié)果顯示,該系統(tǒng)具有較好的應(yīng)用前景。
【文章來源】:科學(xué)技術(shù)與工程. 2020年29期 第11987-11991頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
堵板操作機器人系統(tǒng)
首先根據(jù)分析機器人的工作位置與姿態(tài)需求,決定其需要的自由度數(shù),借鑒相關(guān)工業(yè)抓取機器人決定其整體的機構(gòu)運動方式。然后通過包絡(luò)法來初步分析其工作空間,確定大臂與小臂的長度。最后按照負(fù)載大小從末端向前一關(guān)節(jié)進(jìn)行所需驅(qū)動力矩計算,選好電機與減速器型號后對整體進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計好一個關(guān)節(jié)之后再計算設(shè)計下一個關(guān)節(jié),從而在計算所需驅(qū)動力矩時可得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。機器人本體如圖2所示。1.2 機器人運動方案設(shè)計
抓取機構(gòu)的設(shè)計原則是輕便、穩(wěn)定、緊湊,所以采用對稱的設(shè)計原則將電器接口設(shè)計在中心的位置,定位銷在不產(chǎn)生干涉的前提下緊挨著電器接口分布在其兩側(cè)。因為在抓取堵板時需要很好的穩(wěn)定性,所以將磁吸放在了整個機構(gòu)的最外端,防止堵板轉(zhuǎn)動而掉落。抓取機構(gòu)如圖4所示。整個機構(gòu)分為兩層,上面一層是用于快換的磁性吸盤,下面一層是用于抓取的磁性吸盤。快換裝置如圖5所示。磁吸的作用主要是通電后吸附住與他連接零件,整個系統(tǒng)一共4個磁吸,快換裝置和抓取機構(gòu)各有2個。磁吸如圖6所示,堵板抓取裝配圖如圖7所示。圖4 抓取機構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]掘進(jìn)機截割頭齒座的機器人自動定位技術(shù)[J]. 張夢奇,閆獻(xiàn)國,秦國強,王學(xué)成. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2020(17)
[2]基于WIFI的室內(nèi)機器人新型定位算法[J]. 楊桂華,符士賓,劉志毅,王金. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(36)
[3]水下核電機器人應(yīng)用現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展分析[J]. 趙琛,沈杰,李思穎. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(11)
[4]核電站焊縫巡檢機器人控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐小輝,欒楠. 機電一體化. 2018(10)
[5]美國工業(yè)機器人初創(chuàng)期的技術(shù)創(chuàng)新[J]. 李欣,儀德剛. 科技和產(chǎn)業(yè). 2017(10)
博士論文
[1]面向核電水池作業(yè)的水下機器人及其動力學(xué)特性研究[D]. 李戰(zhàn)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]核電巡檢機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)研究[D]. 楊恩程.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[2]基于ROS的四軸機械臂運動控制與視覺定位的研究[D]. 張松偉.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[3]核反應(yīng)堆壓力容器檢測機器人的結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化方法[D]. 潘晨.東華大學(xué) 2018
[4]核電封頭管座焊接用腿式移動作業(yè)機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 陳昊.上海交通大學(xué) 2018
本文編號:2907569
【文章來源】:科學(xué)技術(shù)與工程. 2020年29期 第11987-11991頁 北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
堵板操作機器人系統(tǒng)
首先根據(jù)分析機器人的工作位置與姿態(tài)需求,決定其需要的自由度數(shù),借鑒相關(guān)工業(yè)抓取機器人決定其整體的機構(gòu)運動方式。然后通過包絡(luò)法來初步分析其工作空間,確定大臂與小臂的長度。最后按照負(fù)載大小從末端向前一關(guān)節(jié)進(jìn)行所需驅(qū)動力矩計算,選好電機與減速器型號后對整體進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計好一個關(guān)節(jié)之后再計算設(shè)計下一個關(guān)節(jié),從而在計算所需驅(qū)動力矩時可得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。機器人本體如圖2所示。1.2 機器人運動方案設(shè)計
抓取機構(gòu)的設(shè)計原則是輕便、穩(wěn)定、緊湊,所以采用對稱的設(shè)計原則將電器接口設(shè)計在中心的位置,定位銷在不產(chǎn)生干涉的前提下緊挨著電器接口分布在其兩側(cè)。因為在抓取堵板時需要很好的穩(wěn)定性,所以將磁吸放在了整個機構(gòu)的最外端,防止堵板轉(zhuǎn)動而掉落。抓取機構(gòu)如圖4所示。整個機構(gòu)分為兩層,上面一層是用于快換的磁性吸盤,下面一層是用于抓取的磁性吸盤。快換裝置如圖5所示。磁吸的作用主要是通電后吸附住與他連接零件,整個系統(tǒng)一共4個磁吸,快換裝置和抓取機構(gòu)各有2個。磁吸如圖6所示,堵板抓取裝配圖如圖7所示。圖4 抓取機構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]掘進(jìn)機截割頭齒座的機器人自動定位技術(shù)[J]. 張夢奇,閆獻(xiàn)國,秦國強,王學(xué)成. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2020(17)
[2]基于WIFI的室內(nèi)機器人新型定位算法[J]. 楊桂華,符士賓,劉志毅,王金. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(36)
[3]水下核電機器人應(yīng)用現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展分析[J]. 趙琛,沈杰,李思穎. 自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2019(11)
[4]核電站焊縫巡檢機器人控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 徐小輝,欒楠. 機電一體化. 2018(10)
[5]美國工業(yè)機器人初創(chuàng)期的技術(shù)創(chuàng)新[J]. 李欣,儀德剛. 科技和產(chǎn)業(yè). 2017(10)
博士論文
[1]面向核電水池作業(yè)的水下機器人及其動力學(xué)特性研究[D]. 李戰(zhàn)東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]核電巡檢機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)研究[D]. 楊恩程.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[2]基于ROS的四軸機械臂運動控制與視覺定位的研究[D]. 張松偉.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[3]核反應(yīng)堆壓力容器檢測機器人的結(jié)構(gòu)智能優(yōu)化方法[D]. 潘晨.東華大學(xué) 2018
[4]核電封頭管座焊接用腿式移動作業(yè)機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D]. 陳昊.上海交通大學(xué) 2018
本文編號:2907569
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/2907569.html
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