基于BIM的标准砌体构件机械臂拼装任务指令接口研究
发布时间：2022-07-15 16:30
随着数字建造技术的进步和发展,机器人建造已成为建筑行业未来的主流趋势之一。现有的建筑机器人大多应用在单一重复的任务中,若变更建造任务则需要耗费大量的编程时间。研究基于BIM的机械臂任务指令接口,有利于缩减传统示教编程的时间,使建筑机器人可以在不同的建造任务之间迅速切换,提高作业效率并增加机器人建造的灵活性。本文以机械臂拼装标准砌体构件的建造过程为研究对象,研究一种基于BIM的机械臂拼装任务指令接口,该接口能够依据给定的不同形式的建造任务,自动生成机器人可执行的任务指令。本文采用基于图像的三维重建技术获得机械臂及其工作场景的重建模型,该模型可作为机械臂拼装任务规划的场景信息来源。采用BIM平台设计不同形式的拼装建造任务,并与机械臂工作场景的重建模型进行集成,输出存储在任务模型中的各个构件的位置信息,然后在BIM平台中标定到机器人基坐标系下,从而得到机器人控制系统可操作的坐标信息。本文设计了机械臂拼装任务指令接口,通过该接口把BIM平台所输出的构件的放置点位坐标信息填写入可供机械臂执行的程序中,驱动机械臂完成既定的拼装建造任务。最后,本文设计了三种不同形式的拼装建造任务实验,每个建造任务都...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的与意义
1.3 国内外研究现状
1.4 研究内容与技术路线
2 机械臂砌筑拼装工艺过程与编程方式
2.1 机械臂自动砌筑的工艺过程
2.2 机械臂自动砌筑系统及其组成
2.3 机械臂的任务指令编程方式
2.4 面向多任务的机械臂自动砌筑离线编程
2.5 本章小结
3 基于图像的预制砌体拼装区域三维重建
3.1 基于图像的三维重建
3.2 三维重建的数据获取
3.3 三维重建的算法原理
3.4 本章小结
4 基于BIM的砌体构件坐标标定与指令接口
4.1 预制砌体拼装任务的BIM模型
4.2 基于BIM的砌体构件位姿标定
4.3 拼装任务指令接口设计格式
4.4 本章小结
5 实验验证
5.1 案例概况
5.2 实验过程
5.3 实验数据
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录一 攻读硕士学位期间发表论文
附录二 攻读硕士学位期间参加的科研课题
附录三 选题来源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单目SLAM的实时场景三维重建[J]. 王潇榕,白国振,郎俊. 农业装备与车辆工程. 2018(10)
[2]面向多任务的工业机器人运动轨迹优化研究[J]. 郝勇. 电子世界. 2018(19)
[3]面向装配式建筑的智能机器人应用现状与关键技术探讨[J]. 雷小康,曹建福. 自动化博览. 2018(07)
[4]一种悬臂式3D打印机器人的路径规划研究[J]. 韩兴国,李天明,崔立秀,陈海军,殷国富. 组合机床与自动化加工技术. 2018(03)
[5]基于IFC标准的基坑工程围护结构信息模型建模方法研究[J]. 钟宇,陈健,丁烈云,陈国良. 隧道建设(中英文). 2018(02)
[6]基于图像的三维重建在建筑遗产测绘中的应用[J]. 孙政,曹永康,张莹莹. 遗产与保护研究. 2018(01)
[7]工业机器人自动装配生产线的研制[J]. 马静,李宇. 电子技术与软件工程. 2017(08)
[8]工业机器人控制器实时多任务软件设计与实现[J]. 姚舜,马旭东. 工业控制计算机. 2017(03)
[9]非接触式三维重建测量方法综述[J]. 丁少闻,张小虎,于起峰,杨夏. 激光与光电子学进展. 2017(07)
[10]基于计算机视觉的三维重建技术综述[J]. 徐超,李乔. 数字技术与应用. 2017(01)
硕士论文
[1]基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统设计与实现[D]. 张护望.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[2]基于BIM的装配式混凝土结构设计研究[D]. 张帅飞.西安科技大学 2018
[3]柔索吊装机器人关键部件复合告警分析及应用[D]. 张炉.北京交通大学 2018
[4]基于SFM的建筑物三维重建技术研究及应用[D]. 王楠.东北石油大学 2017
[5]移动机器人多任务自主导航系统研究[D]. 苏琴.重庆邮电大学 2017
[6]多机器人多任务分配及路径规划研究[D]. 王宇.沈阳工业大学 2017
[7]基于BIM技术的装配式建筑研究[D]. 戴文莹.武汉大学 2017
[8]基于单目摄像头的实时三维重建[D]. 杨哲.浙江大学 2017
[9]基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究[D]. 张超.东南大学 2016
[10]基于激光扫描的室内环境三维重建系统[D]. 李霖.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3662421
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的与意义
1.3 国内外研究现状
1.4 研究内容与技术路线
2 机械臂砌筑拼装工艺过程与编程方式
2.1 机械臂自动砌筑的工艺过程
2.2 机械臂自动砌筑系统及其组成
2.3 机械臂的任务指令编程方式
2.4 面向多任务的机械臂自动砌筑离线编程
2.5 本章小结
3 基于图像的预制砌体拼装区域三维重建
3.1 基于图像的三维重建
3.2 三维重建的数据获取
3.3 三维重建的算法原理
3.4 本章小结
4 基于BIM的砌体构件坐标标定与指令接口
4.1 预制砌体拼装任务的BIM模型
4.2 基于BIM的砌体构件位姿标定
4.3 拼装任务指令接口设计格式
4.4 本章小结
5 实验验证
5.1 案例概况
5.2 实验过程
5.3 实验数据
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录一 攻读硕士学位期间发表论文
附录二 攻读硕士学位期间参加的科研课题
附录三 选题来源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单目SLAM的实时场景三维重建[J]. 王潇榕,白国振,郎俊. 农业装备与车辆工程. 2018(10)
[2]面向多任务的工业机器人运动轨迹优化研究[J]. 郝勇. 电子世界. 2018(19)
[3]面向装配式建筑的智能机器人应用现状与关键技术探讨[J]. 雷小康,曹建福. 自动化博览. 2018(07)
[4]一种悬臂式3D打印机器人的路径规划研究[J]. 韩兴国,李天明,崔立秀,陈海军,殷国富. 组合机床与自动化加工技术. 2018(03)
[5]基于IFC标准的基坑工程围护结构信息模型建模方法研究[J]. 钟宇,陈健,丁烈云,陈国良. 隧道建设(中英文). 2018(02)
[6]基于图像的三维重建在建筑遗产测绘中的应用[J]. 孙政,曹永康,张莹莹. 遗产与保护研究. 2018(01)
[7]工业机器人自动装配生产线的研制[J]. 马静,李宇. 电子技术与软件工程. 2017(08)
[8]工业机器人控制器实时多任务软件设计与实现[J]. 姚舜,马旭东. 工业控制计算机. 2017(03)
[9]非接触式三维重建测量方法综述[J]. 丁少闻,张小虎,于起峰,杨夏. 激光与光电子学进展. 2017(07)
[10]基于计算机视觉的三维重建技术综述[J]. 徐超,李乔. 数字技术与应用. 2017(01)
硕士论文
[1]基于三维重建技术的轨道板几何尺寸检测系统设计与实现[D]. 张护望.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
[2]基于BIM的装配式混凝土结构设计研究[D]. 张帅飞.西安科技大学 2018
[3]柔索吊装机器人关键部件复合告警分析及应用[D]. 张炉.北京交通大学 2018
[4]基于SFM的建筑物三维重建技术研究及应用[D]. 王楠.东北石油大学 2017
[5]移动机器人多任务自主导航系统研究[D]. 苏琴.重庆邮电大学 2017
[6]多机器人多任务分配及路径规划研究[D]. 王宇.沈阳工业大学 2017
[7]基于BIM技术的装配式建筑研究[D]. 戴文莹.武汉大学 2017
[8]基于单目摄像头的实时三维重建[D]. 杨哲.浙江大学 2017
[9]基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究[D]. 张超.东南大学 2016
[10]基于激光扫描的室内环境三维重建系统[D]. 李霖.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3662421
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/3662421.html
