为完成箱式物品的装车任务,采用自主研发的关节式机器人与移动导轨配合的方式,设计了一种基于OtoStudio开放式控制平台和PLC的机器人码垛装车控制系统。该系统采用层次化架构和模块化设计方法,实现车辆位姿测量、装车规划及机器人本体的运动控制。在移动导轨上设置有多个机器人装车工位,对应不同装车区域,PLC控制导轨及物料输送线与机器人配合实现分段装车,PLC与Otostudio之间通过Modbus总线进行通信。这种控制方式扩展了机器人的运动能力,使得系统工作区间覆盖整个装车区域,固定工位分段装车有效避免了机器人频繁移动搬运,提高了装车效率。

基于单目视觉提出了工业机器人拆垛系统构想。为实现工业机器人视觉拆垛系统中机器人精确运动控制与工件位姿识别,运用D-H位移矩阵法建立了机器人运动学模型,得到机器人末端相对机器人坐标系的位姿信息。基于形状模板匹配法提出目标图像识别算法,得到各个目标图像在相机坐标系下的位姿信息;将三维视觉模型与机器人运动学模型进行信息融合,建立机器人视觉拆垛控制系统数学模型。基于CCD工业相机、4-DOF工业机器人搭建视觉定位抓取实验系统。通过对空间目标进行抓取的实验,验证基于单目视觉的工业机器人拆垛系统的正确性、精确性、鲁棒性。

针对放射源处置机器人工作环境的特殊需求及驱动电机功率限制,设计了一种相互独立的双通道电液比例阀控马达行走控制系统,建立了电液比例行走控制系统数学模型。为实现机器人行走控制系统快速、稳定、准确的速度控制,提出一种双通道模糊PID控制策略。对所设计的电液比例速度控制系统进行仿真与实验,结果表明电液控制系统及控制策略满足系统性能需求。

根据光伏板清扫机器人作业工况特点,提出了一种全液压履带式双阀控双马达驱动系统方案。为满足机器人直线行驶需求,提出双通道等同式交叉耦合同步控制策略,并建立阀控双马达同步控制系统数学模型。利用仿真工具Simulink对原设计系统模型和PID矫正后系统的动态特性性能进行仿真分析。仿真结果表明:校正后系统响应速度和稳定精度得到改善,经校正后,该系统能较好地满足清扫机器人工况要求。

以光伏板清扫机器人为研究对象建立电液比例位置控制系统数学模型利用仿真工具Simulink对原设计系统和PID校正后系统进行仿真分析。结果表明校正后的系统响应速度和稳定精度得到了很大的改善经校正后该系统能较好地满足清扫机器人性能要求。