航空行李码放机械臂轨迹规划与控制方法研究
发布时间：2021-12-11 04:31
针对目前国内外机场、航空公司在进行分拣和装卸旅客行李时,多采用人工或人工加机械辅助的方式,造成效率低下、行李损坏等问题,设计一种可用于行李分拣装车、以及从行李传送车进车端上卸载行李的移动机械臂,旨在提高机场自动化、降低劳动强度,节省时间。根据行李的特殊性,设计了航空行李码放机械臂并进行了运动学分析。通过比较分析现有的机械臂结构,并结合移动机械臂的工作环境,确定了圆柱式机械臂结构、机械臂关节数和末端夹手。分析了航空行李码放机械臂的机械结构并进行模型的简化,建立数学模型,在该模型的基础上对该机械臂进行运行学分析,运用Robotics toolbox工具箱建立仿真实例模型验证了模型的正确性。利用模糊PID控制得到移动平台驱动电机的速度响应曲线。在Simulink环境下搭建无刷直流电机模型和模糊PID控制模型做仿真试验,通过仿真结果分析表明模糊PID在电机的速度响应过程中,具响应时间短,曲线平滑,抗干扰能力强等优点,体现了该控制方法的合理性。研究航空行李码放机械臂轨迹规划方法。针对航空行李码放机械臂轨迹优化问题,结合机械臂运动学和动力学约束,提出了一种基于遗传算法的机械臂轨迹优化方法,在算法初...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航空行李分拣装车现状
来国内交通行业快速发展，乘坐飞机已经也成为了人们选择的主要出客的增加，对机场和航空公司的服务质量要求变得更高，如何对行李，是客运机场要解决的问题之一。行李安全的运输是旅客满意的一种班正点率、飞机安全以及整体服务质量好坏的因素之一。大部分机场和航空公司而言，行李的分拣和装卸是由多家工作单位分不同的机场和航空公司的要求是不一样的，并且由于各工作单位自身水平、管理水平以及作业质量等等方面都有所不同，导致工作效率千在进行行李分拣和装卸时，大部分都是采用人工搬运操作（如图 1-1 旅客的行李进行识别和分类，之后再将行李分装至相应的行李拖车内行装机。工作人员在分拣和装卸货物、行李时往往不使用辅助设备，，导致工作人员压力过大，长时间工作导致效率降低，影响机场正常野蛮装卸的现象，从而造成行李损坏（如图 1-2 所示），影响行李运
（c）德国 KUKA （d）意大利 COMAU图 1-3 码垛机器人方面，日本做出较好的成果。如图 1-4 所示，菊池制作器人 Robocue，但是由于机器人结构复杂，研发成本高用[5-6]。菊池制作所结合以往经验，综合各种因素考虑obocue 机器人，但是机器人需要经过多次调整与幸存求援任务，此过程大大延缓了求援时间。a）机器人 Robocue （b）机器人 Mini Robo图 1-4 救援搬运机器人
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷直流电机模糊PID控制系统研究[J]. 朱霖. 冶金动力. 2018(07)
[2]基于三次B样条的移动机器人实时轨迹规划研究[J]. 郑天江,李俊杰,陈庆盈,杨桂林,张驰. 制造业自动化. 2017(05)
[3]平衡摇臂式移动机器人姿态控制算法[J]. 刘本勇,高峰,姜惠,张彬. 北京航空航天大学学报. 2018(02)
[4]立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验[J]. 权龙哲,彭涛,沈柳杨,安思宇,季忠良,孙涛. 农业工程学报. 2017(07)
[5]凿岩机器人钻臂定位控制交叉精英反向粒子群算法[J]. 黄开启,陈荣华,丁问司. 控制理论与应用. 2017(03)
[6]基于粒子群算法的机器人动力学参数辨识[J]. 傅霞君,袁建军,王帅,王宁,张伟军. 机电一体化. 2017(02)
[7]基于NURBS曲线自适应实时前瞻插补算法研究[J]. 叶仁平,曾德怀. 机床与液压. 2016(13)
[8]一种并联机械手操作空间最优时间轨迹规划方法[J]. 丛明,熊永康,刘冬,杨小磊. 机械设计. 2016(02)
[9]一种直线插补算法及其在机器人中的应用研究[J]. 李进文,何素梅,吴海彬. 机电工程. 2015(07)
[10]机械臂途经N路径点的连续轨迹插补算法研究[J]. 王学林,邢仁鹏,肖永飞,范新建,饶洪辉. 组合机床与自动化加工技术. 2014(11)
博士论文
[1]空间机器人神经网络轨迹跟踪控制及微重力模拟方法研究[D]. 张文辉.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]安全遮拦搬运机器人优化设计及其控制算法研究[D]. 王兴财.中国民航大学 2017
[2]柔性关节的参数辨识及自适应控制算法研究[D]. 刘章兴.哈尔滨工业大学 2016
[3]GAMMA300型七自由度机械臂模糊控制研究[D]. 高丑光.中北大学 2016
[4]六索并联机器人控制算法研究[D]. 李轲冉.吉林大学 2016
[5]6R工业机器人运动仿真与轨迹规划[D]. 尹媛媛.合肥工业大学 2015
[6]排爆机械臂结构设计与控制研究[D]. 贾召敏.南京理工大学 2015
[7]伤员换乘转运机器人全向移动底盘的优化与控制[D]. 李洪振.南方医科大学 2014
[8]焊接机械臂结构优化及动力学分析[D]. 郑暾.浙江工业大学 2014
[9]并联机器人神经网络自适应控制策略研究[D]. 徐胜男.武汉理工大学 2012
[10]基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D]. 虞杨阳.中北大学 2011
本文编号：3534013
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
航空行李分拣装车现状
来国内交通行业快速发展，乘坐飞机已经也成为了人们选择的主要出客的增加，对机场和航空公司的服务质量要求变得更高，如何对行李，是客运机场要解决的问题之一。行李安全的运输是旅客满意的一种班正点率、飞机安全以及整体服务质量好坏的因素之一。大部分机场和航空公司而言，行李的分拣和装卸是由多家工作单位分不同的机场和航空公司的要求是不一样的，并且由于各工作单位自身水平、管理水平以及作业质量等等方面都有所不同，导致工作效率千在进行行李分拣和装卸时，大部分都是采用人工搬运操作（如图 1-1 旅客的行李进行识别和分类，之后再将行李分装至相应的行李拖车内行装机。工作人员在分拣和装卸货物、行李时往往不使用辅助设备，，导致工作人员压力过大，长时间工作导致效率降低，影响机场正常野蛮装卸的现象，从而造成行李损坏（如图 1-2 所示），影响行李运
（c）德国 KUKA （d）意大利 COMAU图 1-3 码垛机器人方面，日本做出较好的成果。如图 1-4 所示，菊池制作器人 Robocue，但是由于机器人结构复杂，研发成本高用[5-6]。菊池制作所结合以往经验，综合各种因素考虑obocue 机器人，但是机器人需要经过多次调整与幸存求援任务，此过程大大延缓了求援时间。a）机器人 Robocue （b）机器人 Mini Robo图 1-4 救援搬运机器人
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷直流电机模糊PID控制系统研究[J]. 朱霖. 冶金动力. 2018(07)
[2]基于三次B样条的移动机器人实时轨迹规划研究[J]. 郑天江,李俊杰,陈庆盈,杨桂林,张驰. 制造业自动化. 2017(05)
[3]平衡摇臂式移动机器人姿态控制算法[J]. 刘本勇,高峰,姜惠,张彬. 北京航空航天大学学报. 2018(02)
[4]立体苗盘管理机器人的机械臂参数优化与试验[J]. 权龙哲,彭涛,沈柳杨,安思宇,季忠良,孙涛. 农业工程学报. 2017(07)
[5]凿岩机器人钻臂定位控制交叉精英反向粒子群算法[J]. 黄开启,陈荣华,丁问司. 控制理论与应用. 2017(03)
[6]基于粒子群算法的机器人动力学参数辨识[J]. 傅霞君,袁建军,王帅,王宁,张伟军. 机电一体化. 2017(02)
[7]基于NURBS曲线自适应实时前瞻插补算法研究[J]. 叶仁平,曾德怀. 机床与液压. 2016(13)
[8]一种并联机械手操作空间最优时间轨迹规划方法[J]. 丛明,熊永康,刘冬,杨小磊. 机械设计. 2016(02)
[9]一种直线插补算法及其在机器人中的应用研究[J]. 李进文,何素梅,吴海彬. 机电工程. 2015(07)
[10]机械臂途经N路径点的连续轨迹插补算法研究[J]. 王学林,邢仁鹏,肖永飞,范新建,饶洪辉. 组合机床与自动化加工技术. 2014(11)
博士论文
[1]空间机器人神经网络轨迹跟踪控制及微重力模拟方法研究[D]. 张文辉.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]安全遮拦搬运机器人优化设计及其控制算法研究[D]. 王兴财.中国民航大学 2017
[2]柔性关节的参数辨识及自适应控制算法研究[D]. 刘章兴.哈尔滨工业大学 2016
[3]GAMMA300型七自由度机械臂模糊控制研究[D]. 高丑光.中北大学 2016
[4]六索并联机器人控制算法研究[D]. 李轲冉.吉林大学 2016
[5]6R工业机器人运动仿真与轨迹规划[D]. 尹媛媛.合肥工业大学 2015
[6]排爆机械臂结构设计与控制研究[D]. 贾召敏.南京理工大学 2015
[7]伤员换乘转运机器人全向移动底盘的优化与控制[D]. 李洪振.南方医科大学 2014
[8]焊接机械臂结构优化及动力学分析[D]. 郑暾.浙江工业大学 2014
[9]并联机器人神经网络自适应控制策略研究[D]. 徐胜男.武汉理工大学 2012
[10]基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D]. 虞杨阳.中北大学 2011
本文编号：3534013
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