基于力感知的幕墻安裝機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、進入21世紀以來，我國城市化進程的不斷加快，越來越多的高層建筑拔地而起。建筑幕墻作為建筑物的主導(dǎo)性外圍裝飾品，越來越受到人們青睞，大量的室外高空幕墻的安裝工程為我國建筑裝飾業(yè)帶來了新的發(fā)展契機。由于我國建筑業(yè)的整體機械化水平低，目前我國高空幕墻的安裝大多仍舊依賴人工，不僅勞動強度大，而且危險性極高，極易出現(xiàn)高空墜落傷亡等各類安全事故。課題來源于國家“十二五”科技支撐計劃項目（項目編號：2012BAF07B00），針對上述問題，開展高空幕

2、墻安裝的智能化施工裝備的相關(guān)技術(shù)研究，旨在研發(fā)出適用于高層建筑幕墻安裝的自動化施工設(shè)備。
　　通過對國內(nèi)外建筑幕墻安裝施工現(xiàn)狀的研究，以及深入工程實地調(diào)研，得到了室外高空作業(yè)相對于一般建筑施工的特點。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合高空幕墻板材的大尺寸、大重量等要素，總結(jié)限制我國高層建筑幕墻實現(xiàn)自動化安裝的技術(shù)難點，并從中提煉出本課題研究的要點。再從我國建筑業(yè)施工水平和自動化行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，概括出了一種適合于半自動化安裝的室外高空幕墻安裝的施工

3、工藝方案，并擬定出一套現(xiàn)實可行的高空幕墻輔助安裝系統(tǒng)。該機器人系統(tǒng)安裝于專用的高空懸掛作業(yè)平臺上，具有6個自由度。對幕墻安裝機器人進行運動學(xué)分析，建立運動學(xué)方程，求出了運動學(xué)正解和逆解，并分析了機器人的工作空間。
　　論文著重對控制系統(tǒng)進行了研究和探討，提出了一種基于阻抗控制的人機協(xié)作安裝策略。利用兩個六維力傳感器分別采集操作力和幕墻與環(huán)境的接觸力，由于扶手和末端執(zhí)行器自重對力傳感器的影響，論文研究了力傳感器姿態(tài)變化時的重力補償方