【摘 要】
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针对干挂工艺中大质量板材的安装存在自动化程度低,施工事故发生率高等问题,提出面向大质量板材安装操作的机器人,以机器人代替人工操作完成板材的自动化安装,提高板材安装的
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针对干挂工艺中大质量板材的安装存在自动化程度低,施工事故发生率高等问题,提出面向大质量板材安装操作的机器人,以机器人代替人工操作完成板材的自动化安装,提高板材安装的效率和安全性。本文综述了板材安装机器人的国内外研究现状,在了解室内石材壁板传统干挂工艺的基础上,明确了自动化干挂板材的工艺和精度要求;针对基于视觉的定位方法无法获取挂装件位置关系的缺陷,本文将基于力觉的方法引入到板材的安装过程中,并在此基础上提出了一种搜孔定位方法——平面搜索法,完善了自动板材安装的流程。根据大质量板材安装要求机器人具有刚度高、承载能力强的特点,本机器人采用了新型的六自由度串并联混合型式,由具有三转动自由度的3UPS/S并联平台实现机器人姿态调整,由具有三移动自由度的串联机构实现机器人位置调整。本文采用模块化设计方法完成了对机器人各功能模块详细的结构设计,设计了“倾角传感器+双激光测距传感器”的动平台调平传感系统,以及用于板材位置检测的结构光视觉和力反馈传感系统。为实现视觉的板材定位策略,本文分别完成了对视觉系统的标定和结构光信息的图像处理;在基于力觉的板材安装的实现中,本文分析了平面搜索策略中接触状态的类别,提出了基于模式识别的接触状态识别方法,该方法使搜孔策略得以实现,也为多点接触中状态识别这一相对普适的问题提供了借鉴。最后,构建了板材安装模拟试验环境,进行了板材自动化安装试验,结果表明,板材安装操作机器人结构设计合理,可以顺利的完成对装饰板材的自动化安装。
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