高空幕墙安装机器人机械系统研究

发布时间：2020-08-11 11:02

【摘要】：目前我国建筑行业的机械化水平相对发达国家而言很低,对于高空幕墙的安装也主要是靠简单的机械来辅助人工完成;这一施工过程劳动强度大、危险性高,并且施工效率低、施工质量难以保证;涉及到大型幕墙的安装动辄需要十几人来共同完成安装,危险性极高极易出现施工事故。因此,为了提高我国幕墙建筑施工的机械化、智能化水平,同时降低工人的劳动强度,提高施工效率、施工质量,我们开展建筑板材机器人化施工装备与示范性应用的研究,本课题是国家“十二五”科技支撑项目(。通过深入调查我国建筑幕墙的应用及施工现状,分析各种不同的建筑幕墙,对比各种建筑幕墙的特点及应用情况,确定本课题研究的对象为框架式玻璃幕墙,并规划出具体的施工过程,同时总结出高空幕墙的施工特点。针对高空幕墙施工的特点,机器人提出相应的性能要求。之后分析了各种类型的机器人的优缺点,确定出利用混联机构作为机器人的主要机构;同时利用模块化设计的理念将机器人分为位置机构和姿态机构两部分。根据框架式玻璃幕墙的主流尺寸和实际施工要求,确定出机器人所需的工作空间,并根据此工作空间设计出机器人的机构。之后对机器人进行了运动学分析,建立出机器人的运动方程并求解出逆解,利用蒙特卡洛法计算出机器人的工作空间,并且利用截面法来判断机器人自身的工作空间是否满足施工要求。利用拉格朗日法对机器人进行动力学分析,推导出机器人动力学方程,并对机器人动力学参数进行验证,之后利用Creo2.0软件对机器人进行动力学仿真,求出机器人各个运动轴的扭矩/拉力曲线图,并且验证是否满足设计要求。最后简述了机器人的设计研发过程并介绍了机器人的控制系统,同时测量了幕墙安装机器人的能重比,能重比为13.12%与传统工业机器人相比提高了30.12%,满足机器人的性能要求,并对机器人人机交互性进行了分析,得出了幕墙安装机器人具有良好的操作性,之后机器人的重复定位精度进行测量,分析了产生误差的主要原因,为之后提高机器人重复定位精度打下基础。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU69;TP242

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 袁幼零;面向国内外开放的第一个机器人工程研究开发中心[J];机器人;1990年06期

2 陈佩云,孙友玉,廖斌,李文芳,曹珏;机器人国内技术市场调研预测[J];机器人;1992年06期

3 阎昌琪，李洪喜;核电站用机器人技术的发展[J];核动力工程;1994年01期

4 ;上海建设机器人工程技术研究中心成立[J];同济大学学报(自然科学版);1995年02期

5 安向京,施燕斌,戴　斌,常文森,贺汉根;美军地面机器人[J];国防科技参考;2000年02期

6 辛健成;;排爆机器人老兵新传[J];现代兵器;2001年09期

7 李莉;柔性、精密和快速[J];现代制造;2004年27期

8 冯延松;伊大成;;实用机器人制作讲座(二十六) 机器人碰撞的避免和探测[J];电子制作;2005年07期

9 丛明;金立刚;房波;;智能割草机器人的研究综述[J];机器人;2007年04期

10 赵强;俞俊民;;机器人干涉区设计及应用探讨[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2012年04期

相关会议论文 前4条

1 韩汝彬;;论青少年机器人基本竞赛的发展方向[A];科技创新与产业发展（B卷）——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年

2 初志勇;管泉;王淑玲;;关于推动我市机器人产业发展的对策建议[A];创新驱动与转型发展——青岛市第十一届学术年会论文集[C];2013年

3 刘成安;李和平;;机器人在核退役工程中应用现状及发展趋势[A];中国矿物岩石地球化学学会第13届学术年会论文集[C];2011年

4 桂耀j;赵国弟;王开屏;浦振明;陈华琪;陈刚;;小学阶段开设机器人课程的可行性研究[A];创新在这里奠基——上海市青少年科技辅导员论文汇编[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 洪宾邋实习生 谢东波;深圳重点支持机器人长大[N];深圳商报;2008年

2 肖相波;国内最大机器人企业落户青岛[N];中国工业报;2014年

3 本报记者 李淑Y

本文编号：2788986