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《南昌大学》 2006年
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轮履式机器人的运动分析及初始焊位的自寻优控制

张俊强  
【摘要】:移动式焊接机器人广泛的应用于工业生产中,本文对轮履式移动机器人进行了运动分析,并结合视觉伺服控制理论对远距离的焊缝起始点导引定位问题进行了研究。 本文首先运用有限元方法对机器人爬行小车的履带磁吸附单元建立了数学模型,并通过ANSYS软件进行了磁场求解,得出不同运动情况下的磁场分布;在此基础上,对机器人的平面运动做了大量实验和力学分析,分析磁场对电机扭矩的影响,得出相关结论,为驱动电机的选型提供了依据。 为结合焊缝跟踪技术实现机器人焊接的全程自动化,远距离的初始焊位导引系统是必须的。作者首先以本实验室自主开发的全位置爬行机器人为载体,结合全方位云台、CCD摄像机、图像采集卡、模拟输出卡和工控机,建立了一个机器人视觉伺服控制实验系统。然后从主动目标的设定入手,通过信息采集、图像处理、运动学分析到路径规划,对初始焊位的识别、定位和跟踪作了完整的研究。 本文设计了两套路径规划方案,既能满足自动控制,又能满足手动调节的需要,并进行了实际实验验证,结果表明本文采用的算法可行且有效。
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