全自主堵板操作机器人系统设计

发布时间：2020-12-09 22:20

　　在核电站蒸汽发生器维修期间,为了减少维修人员的劳动强度和辐射时间,设计全自主堵板操作机器人系统来帮助维修人员完成主要管道的全自主密封。该机器人系统包括机器手、两种机器人末端和末端快换装置。提出首先利用图像识别算法定位螺栓中心,然后利用标定算法转换得到定位中心在机器人坐标系下的位置,从而引导机器人完成拧螺栓和抓取堵板的动作。进行了10次抓取堵板和拧螺栓的实验,圆心定位准确率为100%,且都能完成拧螺栓和抓取堵板的动作。实验结果显示,该系统具有较好的应用前景。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020年29期 第11987-11991页 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

堵板操作机器人系统

首先根据分析机器人的工作位置与姿态需求,决定其需要的自由度数,借鉴相关工业抓取机器人决定其整体的机构运动方式。然后通过包络法来初步分析其工作空间,确定大臂与小臂的长度。最后按照负载大小从末端向前一关节进行所需驱动力矩计算,选好电机与减速器型号后对整体进行详细结构设计。设计好一个关节之后再计算设计下一个关节,从而在计算所需驱动力矩时可得到较为准确的结果。机器人本体如图2所示。1.2 机器人运动方案设计

抓取机构的设计原则是轻便、稳定、紧凑,所以采用对称的设计原则将电器接口设计在中心的位置,定位销在不产生干涉的前提下紧挨着电器接口分布在其两侧。因为在抓取堵板时需要很好的稳定性,所以将磁吸放在了整个机构的最外端,防止堵板转动而掉落。抓取机构如图4所示。整个机构分为两层,上面一层是用于快换的磁性吸盘,下面一层是用于抓取的磁性吸盘。快换装置如图5所示。磁吸的作用主要是通电后吸附住与他连接零件,整个系统一共4个磁吸,快换装置和抓取机构各有2个。磁吸如图6所示,堵板抓取装配图如图7所示。图4 抓取机构

【参考文献】：
期刊论文
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[3]水下核电机器人应用现状与技术发展分析[J]. 赵琛,沈杰,李思颖.  自动化技术与应用. 2019(11)
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博士论文
[1]面向核电水池作业的水下机器人及其动力学特性研究[D]. 李战东.哈尔滨工业大学 2018

硕士论文
[1]核电巡检机器人结构设计及控制系统研究[D]. 杨恩程.哈尔滨工程大学 2019
[2]基于ROS的四轴机械臂运动控制与视觉定位的研究[D]. 张松伟.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2018
[3]核反应堆压力容器检测机器人的结构智能优化方法[D]. 潘晨.东华大学 2018
[4]核电封头管座焊接用腿式移动作业机器人控制系统设计与实验研究[D]. 陈昊.上海交通大学 2018



本文编号：2907569