航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片超聲無損檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、近年來隨著我國(guó)航空航天事業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，航空器的安全性和可靠性受到了越來越多的密切重視。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為航空器的主要?jiǎng)恿碓?，保持其性能良好具有重要意義。所以及時(shí)地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片實(shí)施日常維護(hù)和準(zhǔn)確檢測(cè)評(píng)估對(duì)于提高航空器的安全性和可靠性具有重要意義。但是傳統(tǒng)檢測(cè)手段自動(dòng)化程度低、效率低、精確度差，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片自動(dòng)化超聲無損檢測(cè)技術(shù)可以很好地解決這些問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、智能、準(zhǔn)確、高效率的無損檢測(cè)。
　　在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片超聲自動(dòng)化無損檢

2、測(cè)過程中，需掃查機(jī)器人末端夾持被測(cè)葉片通過操作臺(tái)上的超聲檢測(cè)儀，對(duì)葉片的厚度和內(nèi)部缺陷進(jìn)行全面檢測(cè)。在整個(gè)檢測(cè)過程中，掃查機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑需滿足兩個(gè)條件：第一，超聲探頭到被測(cè)葉片表面的距離始終相等，即等距；第二，超聲探頭發(fā)出的超聲波入射方向始終垂直于被測(cè)葉片表面曲面的切線方向，即垂直。因此，為了很好的實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片超聲自動(dòng)化無損檢測(cè)過程，得到較理想的缺陷檢測(cè)結(jié)果，需要建立被測(cè)物體的三維模型，并以此模型為基礎(chǔ)完成掃查機(jī)器人的軌跡規(guī)劃，

3、這是完成超聲自動(dòng)化無損檢測(cè)的前提。
　　針對(duì)以上問題，本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　　首先，建立了6自由度掃查機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)機(jī)器人的姿態(tài)和坐標(biāo)變換進(jìn)行了描述，基于對(duì)6自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解的分析，并結(jié)合本課題中掃查機(jī)器人滿足的垂直與等距的特殊軌跡要求，在笛卡爾空間坐標(biāo)系下對(duì)掃查機(jī)器人的軌跡規(guī)劃問題進(jìn)行了分析，為掃查機(jī)器人的軌跡規(guī)劃提供了理論依據(jù)。
　　其次，為了得到較理想的被測(cè)物體的三維模型，本文以機(jī)器學(xué)

4、習(xí)思想為指導(dǎo)，應(yīng)用梯度下降算法完成了一種新的擬合方法，利用 Python語言在分布式深度學(xué)習(xí)系統(tǒng) TensorFlow中對(duì)該算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，并通過 Matlab仿真軟件對(duì)該算法的擬合精確度和擬合速度進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，以新的擬合方法獲得的三維模型為基礎(chǔ)，對(duì)掃查機(jī)器人的軌跡進(jìn)行了規(guī)劃。針對(duì)傳統(tǒng)軌跡規(guī)劃中數(shù)值算法運(yùn)算復(fù)雜、運(yùn)算時(shí)間過長(zhǎng)的問題，本文提出了基于逐步求精思想的改進(jìn)數(shù)值算法，在滿足等距與垂直的軌跡要求的前提下，化簡(jiǎn)了運(yùn)算過