裝甑機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的研究與應(yīng)用.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文裝甑機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的研究與應(yīng)用ResearchonandAppHcationofRetortofMakeWineRobot學(xué)號(hào)：41309214完成日期：2015一03—20大連理工大學(xué)Dali觚U11iVers時(shí)ofTecllIl010斟大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要白酒釀造技術(shù)在中國已經(jīng)經(jīng)歷了幾千年，中國酒文化源遠(yuǎn)流長，但是智能機(jī)械化釀酒程度比較空缺，目前都是靠著肩拉臂抬。本文就采用工業(yè)機(jī)器人釀酒，給出了切

2、實(shí)可行的方案。酒醅裝甑是釀酒行業(yè)比較重點(diǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用六自由度機(jī)器人進(jìn)行裝甑工作，實(shí)現(xiàn)了釀酒裝甑環(huán)節(jié)的智能自動(dòng)化。本論文主要研究的是六自由度機(jī)器人在圓桶內(nèi)的路徑規(guī)劃問題的研究與應(yīng)用。研究六自由度機(jī)器人末端帶動(dòng)料倉在甑桶內(nèi)部實(shí)施鋪料，分析了六自由度機(jī)器人數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，主要研究一個(gè)不規(guī)則的幾何物體在圓內(nèi)部的路徑規(guī)劃問題，建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)路徑規(guī)劃問題，分析比較了遺傳算法、二岔樹逆向?qū)?yōu)方法、人工勢(shì)場(chǎng)法等多種算法，提

3、出引入一種改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)算法，解決勢(shì)場(chǎng)算法的合力方向規(guī)劃機(jī)器人的實(shí)時(shí)路徑問題。在本論文中原來的改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)算法也不能完全的適用，需要建立新的斥力以及引力計(jì)算模型來改變合力方向，實(shí)時(shí)規(guī)劃出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡。在機(jī)器人實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)過程中，由于甑桶底部有蒸汽來加熱桶內(nèi)的酒醅，表層酒醅的溫度會(huì)改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過采用紅外相機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)桶表面的溫度情況，引入灰度直方圖的算法計(jì)算出料面溫度較高的區(qū)域，把坐標(biāo)傳輸?shù)綑C(jī)器人，機(jī)器人會(huì)對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，按

4、照冒氣最少的原則來規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，降低酒精蒸發(fā)量，提高釀酒的產(chǎn)率。甑酒步驟的核心有兩點(diǎn)：其一是判斷酒氣冒氣位置；其二盡可能快的去蓋料。經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)和嘗試，不斷優(yōu)化運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法達(dá)到縮短機(jī)器人蓋料的路徑和時(shí)間，這個(gè)是甑酒機(jī)器人作業(yè)效率的硬指標(biāo)。目前第一臺(tái)甑酒機(jī)器人樣機(jī)已經(jīng)研發(fā)完成并在某酒廠試用，作業(yè)數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)作業(yè)情況進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集和分析對(duì)比，采用了智能甑酒機(jī)器人的甑酒工藝比傳統(tǒng)的人工甑酒在效率上提高很多，酒品質(zhì)以及出酒量都有很大