建筑垃圾机器人分拣技术研究
发布时间：2021-05-16 04:57
随着城镇化进程加快,建筑垃圾产量逐年递增,对建筑垃圾的减量化、无害化和资源的循环高效利用将势在必行。针对建筑垃圾种类纷繁复杂,单一识别技术难以实现,必须多种检测技术相结合才能提高识别准确率。本论文提出两种涉及到机械手触觉识别的分拣技术,作为现有建筑垃圾多种识别技术方案的一个有益补充,并开发桁架式机器人分拣系统,对提出的识别分拣技术有效性进行验证。主要工作内容如下:（1）根据建筑垃圾分拣的工况需求,提出一种桁架式机器人自动化分拣系统方案,包括:图像采集模块、桁架式运动控制模块、物料输送模块等的设计、选型与开发。在此基础上,提出基于物料密度识别的分拣技术和基于机械手触觉识别的分拣技术。其中,针对基于机械手触觉识别分拣技术,提出一种基于能量模型的数据融合方法,即可通过机械手触觉加速度曲线信号,准确识别被抓取物料的类型。（2）在当前建筑垃圾机械手抓取重量有限的基础上,对机械手结构进行创新性设计,提出一种组件少,结构简单,抓取力足够大的机械手设计方案。在多体动力学仿真软件ADAMS中,对机械手运动同步性、力流传递等进行仿真分析研究,证明了该机械手设计方案具有可行性。（3）研究了常用的三次多项式、...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 机器人分拣技术国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究安排
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究思路
1.3.3 论文结构
第2章 建筑垃圾机器人系统总体设计方案
2.1 机器人分拣系统构成
2.1.1 视觉系统硬件组成
2.1.2 桁架式机器人运动控制系统的组成
2.1.3 物料输送系统的组成
2.2 机器人分拣识别技术方案
2.2.1 基于物料密度分拣识别方案
2.2.2 基于机械手触觉分拣识别方案
2.3 物料加速度曲线数据融合方法
2.4 本章小结
第3章 建筑垃圾机械手设计与仿真分析研究
3.1 机械手方案设计
3.2 机械手性能仿真分析与研究
3.2.1 基于ADAMS机械手仿真模型的建立
3.2.2 同步性分析
3.2.3 力流分析
3.3 本章小结
第4章 机械手轨迹规划
4.1 机械手轨迹规划概述
4.2 关节空间的轨迹规划
4.2.1 三次多项式插值法
4.2.2 五次多项式插值法
4.2.3 抛物线过渡的线性插值法
4.2.4 正弦曲线插值法
4.2.5 四种插值方法对比分析
4.3 笛卡尔空间轨迹规划
4.3.1 空间直线轨迹规划
4.3.2 空间圆弧轨迹规划
4.3.3 两种插值方法对比分析
4.3.4 机械手抓取—放置路径分析
4.4 本章小结
第5章 机械手系统实验平台搭建及分拣实验
5.1 硬件平台搭建
5.2 软件平台搭建
5.3 分拣实验
5.3.1 基于物料密度分拣方案实验
5.3.2 基于机械手触觉分拣方案实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的机器人分拣系统的设计与实现[J]. 王诗宇,林浒,孙一兰,王品. 组合机床与自动化加工技术. 2017(03)
[2]基于机器视觉的工业机器人分拣技术应用研究与系统开发[J]. 卓书芳. 辽宁科技学院学报. 2017(01)
[3]建筑垃圾轻物质分离设备流场仿真分析[J]. 张宝裕. 建设机械技术与管理. 2016(07)
[4]可变焦距机器视觉镜头光学系统设计[J]. 刘巧玲,陈丽娜,余华恩,柯华恒,梁秀玲. 应用光学. 2015(02)
[5]基于SCARA机器人的动力学逆解算法设计及应用[J]. 徐恒,李梦姣,阴雷鸣. 福建电脑. 2014(10)
[6]工业机器人笛卡尔空间轨迹规划[J]. 林威,江五讲. 机械工程与自动化. 2014(05)
[7]城市建筑垃圾产生量的估算与预测模型[J]. 许元,李聪. 建筑砌块与砌块建筑. 2014(03)
[8]采用先进垃圾焚烧技术,进一步推进环境保护工作[J]. 杨元萍. 科技创新与应用. 2013(22)
[9]轻型气动平动搬运机械手设计[J]. 王海叶. 机械制造与自动化. 2010(04)
[10]工业机器人关节空间的插值轨迹规划[J]. 凌家良,施荣华,王国才. 惠州学院学报(自然科学版). 2009(03)
博士论文
[1]基于视觉的机器人废金属分拣系统研究[D]. 张朝阳.中国农业大学 2015
[2]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于FCN的并联机器人工件分拣的研究[D]. 冷彦奕.天津工业大学 2018
[2]滚丝机上下料机械手的设计、轨迹规划及控制研究[D]. 陈洋.青岛大学 2017
[3]基于视觉的机器人分拣系统[D]. 徐家宝.湖南大学 2017
[4]基于机器视觉的Delta机器人智能分拣系统研究[D]. 王晨晨.安徽工业大学 2017
[5]基于机器视觉的工业机器人抓取系统的研究[D]. 卢冠男.合肥工业大学 2017
[6]工业机器人轨迹规划及插补算法的研究[D]. 周乐天.江苏科技大学 2017
[7]基于机器视觉的工业机器人分拣系统研究[D]. 蒋书贤.西南交通大学 2015
[8]机器视觉在机器人杂乱工件分拣中的应用[D]. 郝明.沈阳工业大学 2015
[9]多轴机器人运动控制系统的研究与开发[D]. 李疆.南京航空航天大学 2014
[10]基于机器视觉的工件的识别和定位[D]. 潘武.北京化工大学 2012
本文编号：3189020
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 机器人分拣技术国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究安排
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究思路
1.3.3 论文结构
第2章 建筑垃圾机器人系统总体设计方案
2.1 机器人分拣系统构成
2.1.1 视觉系统硬件组成
2.1.2 桁架式机器人运动控制系统的组成
2.1.3 物料输送系统的组成
2.2 机器人分拣识别技术方案
2.2.1 基于物料密度分拣识别方案
2.2.2 基于机械手触觉分拣识别方案
2.3 物料加速度曲线数据融合方法
2.4 本章小结
第3章 建筑垃圾机械手设计与仿真分析研究
3.1 机械手方案设计
3.2 机械手性能仿真分析与研究
3.2.1 基于ADAMS机械手仿真模型的建立
3.2.2 同步性分析
3.2.3 力流分析
3.3 本章小结
第4章 机械手轨迹规划
4.1 机械手轨迹规划概述
4.2 关节空间的轨迹规划
4.2.1 三次多项式插值法
4.2.2 五次多项式插值法
4.2.3 抛物线过渡的线性插值法
4.2.4 正弦曲线插值法
4.2.5 四种插值方法对比分析
4.3 笛卡尔空间轨迹规划
4.3.1 空间直线轨迹规划
4.3.2 空间圆弧轨迹规划
4.3.3 两种插值方法对比分析
4.3.4 机械手抓取—放置路径分析
4.4 本章小结
第5章 机械手系统实验平台搭建及分拣实验
5.1 硬件平台搭建
5.2 软件平台搭建
5.3 分拣实验
5.3.1 基于物料密度分拣方案实验
5.3.2 基于机械手触觉分拣方案实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉的机器人分拣系统的设计与实现[J]. 王诗宇,林浒,孙一兰,王品. 组合机床与自动化加工技术. 2017(03)
[2]基于机器视觉的工业机器人分拣技术应用研究与系统开发[J]. 卓书芳. 辽宁科技学院学报. 2017(01)
[3]建筑垃圾轻物质分离设备流场仿真分析[J]. 张宝裕. 建设机械技术与管理. 2016(07)
[4]可变焦距机器视觉镜头光学系统设计[J]. 刘巧玲,陈丽娜,余华恩,柯华恒,梁秀玲. 应用光学. 2015(02)
[5]基于SCARA机器人的动力学逆解算法设计及应用[J]. 徐恒,李梦姣,阴雷鸣. 福建电脑. 2014(10)
[6]工业机器人笛卡尔空间轨迹规划[J]. 林威,江五讲. 机械工程与自动化. 2014(05)
[7]城市建筑垃圾产生量的估算与预测模型[J]. 许元,李聪. 建筑砌块与砌块建筑. 2014(03)
[8]采用先进垃圾焚烧技术,进一步推进环境保护工作[J]. 杨元萍. 科技创新与应用. 2013(22)
[9]轻型气动平动搬运机械手设计[J]. 王海叶. 机械制造与自动化. 2010(04)
[10]工业机器人关节空间的插值轨迹规划[J]. 凌家良,施荣华,王国才. 惠州学院学报(自然科学版). 2009(03)
博士论文
[1]基于视觉的机器人废金属分拣系统研究[D]. 张朝阳.中国农业大学 2015
[2]六自由度串联机器人运动优化与轨迹跟踪控制研究[D]. 刘松国.浙江大学 2009
硕士论文
[1]基于FCN的并联机器人工件分拣的研究[D]. 冷彦奕.天津工业大学 2018
[2]滚丝机上下料机械手的设计、轨迹规划及控制研究[D]. 陈洋.青岛大学 2017
[3]基于视觉的机器人分拣系统[D]. 徐家宝.湖南大学 2017
[4]基于机器视觉的Delta机器人智能分拣系统研究[D]. 王晨晨.安徽工业大学 2017
[5]基于机器视觉的工业机器人抓取系统的研究[D]. 卢冠男.合肥工业大学 2017
[6]工业机器人轨迹规划及插补算法的研究[D]. 周乐天.江苏科技大学 2017
[7]基于机器视觉的工业机器人分拣系统研究[D]. 蒋书贤.西南交通大学 2015
[8]机器视觉在机器人杂乱工件分拣中的应用[D]. 郝明.沈阳工业大学 2015
[9]多轴机器人运动控制系统的研究与开发[D]. 李疆.南京航空航天大学 2014
[10]基于机器视觉的工件的识别和定位[D]. 潘武.北京化工大学 2012
本文编号：3189020
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