钢结构建筑探伤机器人刚柔耦合空间位姿解析与实验研究

发布时间：2024-12-07 03:09

　　针对传统钢结构建筑健康监测中存在检测盲区和检测不全面的问题,本文采用磁吸附轮式机器人用于钢结构建筑健康监测。磁吸附式机器人采用可变形弯曲的柔性钢带连接前后车体,可以灵活翻越各种障碍物。但这种刚柔耦合结构也给实时位姿解算与控制带来了很大的难度。如何获取高精度位姿参数是柔性机器人控制的重要前提和基础。本文以磁吸附式柔性结构探伤机器人为例,对机器人的控制系统进行了改进,基于两种改进滤波算法求解柔性机器人刚柔耦合结构在不同工况下的空间姿态,并选取最优算法用于解算柔性机器人姿态角作为位置估计的输入参数,解决了机器人在运动中位姿控制精度不高的问题。本文研究工作和成果如下:首先,通过在机器人前后车体安装惯性测量单元与编码器融合多传感器信息,获取柔性探伤机器人前后车体实时动态位姿参数,建立刚柔耦合结构机器人前后车体位移和姿态三维运动学数学模型,感知由于柔性钢带变形导致机器人前后车体位姿的相对变化。在此基础上,根据柔性机器人的运动特性选择四元数算法作为车体姿态更新计算的方法,实现前后车体姿态更新及初始姿态角估计。其次,对机器人前后车体MEMS惯性测量单元原始数据进行预处理,将预处理后的数据作为输入参数代入...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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图9(a)tb)可以看出，由于受到车体运动过程

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图10动态情祝下扩展卡尔曼滤波算法解算的姿态角及误

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图1-1国内各种钢结构建筑及其应用场合然而由于钢结构建筑存在超负荷运营、检测维护不力等因素，甚至还存在结构设计

浙江工业大学硕士学位论文（学术型）第1章绪论课题背景及意义随着我国经济建设迅猛发展，各种复杂大型钢结构建筑不断出现。其中，钢结应用于大型桥梁、大型空间结构、高层建筑、大型铁路交通枢纽、石油管道、，如图1-1所示。有数据显示[1,2]，我国城市钢结构建筑行业发展迅猛....

本文编号：4014698