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一種具有環(huán)境適應(yīng)性的足式機(jī)器人穩(wěn)定性控制方法及系統(tǒng)，該控制方法通過利用上一觸地過程相關(guān)參數(shù)信息與期望達(dá)到的控制目標(biāo)進(jìn)行比較，對(duì)飛行相水平運(yùn)動(dòng)速度和系統(tǒng)總能量實(shí)行反饋控制，預(yù)測(cè)控制觸地角度并進(jìn)行系統(tǒng)能量補(bǔ)償控制，最終實(shí)現(xiàn)足式機(jī)器人 SLIP 等效模型在不同地面環(huán)境下的期望穩(wěn)定周期運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)包括系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)模塊和穩(wěn)定控制模塊。本發(fā)明不需要建立具體的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型，不需要計(jì)算精確的不動(dòng)點(diǎn)觸地角度，通過反饋控制實(shí)現(xiàn)控制收斂，控制方法簡(jiǎn)單，計(jì)算迅速，很好的解決了現(xiàn)有方法控制實(shí)時(shí)性不足、適應(yīng)性不夠等問題。且具有較好的未知環(huán)境適應(yīng)性，為足式機(jī)器人穩(wěn)定性控制提供了一種較好的解決方案。

本項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)了適用于室內(nèi)外環(huán)境的大部件高精度裝配自動(dòng)對(duì)接移動(dòng)機(jī)器人，相較于傳統(tǒng)的裝配對(duì)接系統(tǒng)，具有承載能力大，對(duì)接精度、效率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可重構(gòu)性好等特點(diǎn)，可完全替代傳統(tǒng)由人力完成大部件裝配對(duì)接過程。可廣泛應(yīng)用于火箭艙段裝配生產(chǎn)、飛機(jī)武器掛載等場(chǎng)合，對(duì)于促進(jìn)航空航天工業(yè)的發(fā)展具有重要作用。技術(shù)特征（1）自動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)采用視覺伺服技術(shù)，將雙目相機(jī)、激光位移傳感器和力傳感器等多傳感器數(shù)據(jù)融合，以六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大部件高精度自動(dòng)對(duì)接，負(fù)載達(dá)到1-50T，滿載移動(dòng)速度≤6m/min，滿載額定滾轉(zhuǎn)速度≤10°/min，調(diào)姿最小分辨率達(dá)到0.01mm；（2）運(yùn)行穩(wěn)定性好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。移動(dòng)機(jī)器人采用衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航的組合導(dǎo)航技術(shù)，使用4G信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)差分定位，可以達(dá)到厘米級(jí)定位精度。應(yīng)用范圍:大部件高精度裝配自動(dòng)對(duì)接移動(dòng)機(jī)器人不僅應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的飛機(jī)裝配大部件自動(dòng)裝配對(duì)接、戰(zhàn)機(jī)武器輔助掛載、火箭和航天器艙段自動(dòng)裝配對(duì)接等，還可廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、能源、海工裝備、軌道交通等領(lǐng)域大型型設(shè)備總裝、焊接等作業(yè)環(huán)境。對(duì)提升大型部件裝配的效率，節(jié)省裝配時(shí)間，節(jié)約裝備生產(chǎn)成本，具有較高的戰(zhàn)略價(jià)值及經(jīng)濟(jì)前景。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簡(jiǎn)介：樓佩煌教授，長(zhǎng)期從事現(xiàn)代集成制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)，智能裝備技術(shù)，物流自動(dòng)化裝備技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等研究與開發(fā)工作。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主要研究人員先后完成了國(guó)家“862”高科技計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然基金項(xiàng)目、部省聯(lián)合重大科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)防預(yù)研項(xiàng)目30多項(xiàng)。圖1 大部件高精度裝配自動(dòng)對(duì)接移動(dòng)機(jī)器人樣機(jī)

本發(fā)明公開了一種摩擦輪行進(jìn)式的帶自鎖功能的全方向可轉(zhuǎn)彎攀爬機(jī)器人，包括上部分機(jī)架(11)、下部分機(jī)架(12)、上下部分連接柱(13)、上夾緊驅(qū)動(dòng)單元、下夾緊驅(qū)動(dòng)單元以及后夾緊機(jī)構(gòu)，所述上部分機(jī)架(11)與下部分機(jī)架(12)通過上下部分連接柱(13)連接固定在一起，所述夾緊驅(qū)動(dòng)單元的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，分別為上夾緊驅(qū)動(dòng)單元和下夾緊驅(qū)動(dòng)單元，所述上夾緊驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置于上部分機(jī)架(11)上，而所述下夾緊驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置于下部分機(jī)架(12)上；本發(fā)明機(jī)械人不限于攀爬固定方向的柱子，具有拐彎功能，能適應(yīng)變化橫截面積大小的柱

本實(shí)用新型涉及一種環(huán)抱式水下鋼結(jié)構(gòu)管道外表面海生物清理機(jī)器人，該機(jī)器人包括機(jī)器人行走單元以及設(shè)置在機(jī)器人行走單元上的移動(dòng)式清理單元，機(jī)器人行走單元包括相互平行設(shè)置的上弧形固定板、下弧形固定板以及分別設(shè)置在上弧形固定板與下弧形固定板之間的懸磁吸附組件、行走驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及抬升機(jī)構(gòu)，移動(dòng)式清理單元包括設(shè)置在上弧形固定板上的弧形固定支架、設(shè)置在弧形固定支架上的弧形齒條以及沿周向移動(dòng)設(shè)置在弧形固定支架上并與弧形齒條相嚙合的空化水噴射機(jī)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用空化水射流的方式對(duì)水下鋼結(jié)構(gòu)管道外表面的海生物進(jìn)行清理，清理效率高，清理成本低，工作穩(wěn)定，便于拆裝，安全性好，應(yīng)用范圍廣。

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一、技術(shù)參數(shù)要求： 1、輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€AC220V ±10%  50Hz 2、工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m 3、裝置容量：＜1.5kVA 4、設(shè)備外型尺寸：376cm×180cm×150cm 5、單站工作臺(tái)尺寸：860mm×470mm×1500mm 二、系統(tǒng)組成要求： （一）上料檢測(cè)單元 由料斗、回轉(zhuǎn)臺(tái)、貨臺(tái)、螺旋導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、直流減速電機(jī)（10W/24V  5r/m）、光電開關(guān)、電氣安裝板等組成。主要完成將工件從回傳上料臺(tái)依次送到搬運(yùn)工位。 （二）搬運(yùn)站 由機(jī)械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)械手爪、旋轉(zhuǎn)氣缸等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)。 （三）加工單元 由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平面推力軸承、直流減速電機(jī)（10W/24V  5r/m）、刀具庫(kù)（3種刀具）、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測(cè)組件、光電傳感器、轉(zhuǎn)臺(tái)到位傳感器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電氣掛板等組成。主要完成物料加工和深度的檢測(cè)。工件在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上被檢測(cè)及加工。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。平臺(tái)的定位由繼電器回路完成，通過電感式傳感器檢測(cè)平臺(tái)的位置。工件在平臺(tái)并行完成檢測(cè)及鉆孔的加工。在進(jìn)行鉆孔加工時(shí)，夾緊執(zhí)行件夾緊工件。加工完的工件，通過電氣分支送到下一個(gè)工作站。 （四）搬運(yùn)單元 由機(jī)械手、直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)、無桿氣缸、薄型氣缸、單桿氣缸、平行氣夾、工業(yè)導(dǎo)軌、電氣安裝板等組成，主要完成對(duì)工件的提取及搬運(yùn)。提取裝置上的氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據(jù)前站的工件信息結(jié)果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標(biāo)準(zhǔn)，工件可以被直接傳輸?shù)较乱粋€(gè)工作單元。 （五）傳送帶站 由輸送帶、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、推料氣缸、分揀料槽、交流電動(dòng)機(jī)、變頻器、同步帶輪、光電傳感器、色標(biāo)傳感器等組成，主要完成對(duì)工件的輸送及分揀。 （六）安裝站 由料筒、換料機(jī)構(gòu)、推料機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)氣缸、真空吸盤、搖臂、電氣安裝板等組成，主要完成對(duì)兩種不同工件的上料及安裝。為系統(tǒng)逐一提供兩色小工件。供料過程中，由雙作用氣缸從料倉(cāng)中逐一推出小工件，接著，轉(zhuǎn)換模塊上的真空吸盤將工件吸起，轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)臂在旋轉(zhuǎn)缸的驅(qū)動(dòng)下將工件移動(dòng)至下一個(gè)工作單元的傳輸位置。 （七）機(jī)器人安裝單元 由機(jī)器人、控制器、氣爪等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)，裝配。 （八）分類單元 由步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、滾株絲桿、立體庫(kù)、推料氣缸、電感傳感器、電磁閥、電氣安裝板等組成。主要完成對(duì)成品工件分類存儲(chǔ)。 （九）主控單元： 主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。總線結(jié)構(gòu)采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，使各站之間的控制信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)相互交換。 （十）MCGS工業(yè)組態(tài)監(jiān)控軟件： 當(dāng)8個(gè)單元全部進(jìn)入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時(shí)，管理員能夠通過組態(tài)監(jiān)控機(jī)中各種組態(tài)按鈕方便的控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、停止等。每個(gè)單元的工作狀態(tài)以及工件的材質(zhì)、顏色等在監(jiān)控畫面上也能夠清楚的看到。  

國(guó)內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠(yuǎn)鏡等，都對(duì)大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國(guó)內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠(yuǎn)落后于美國(guó)，歐洲等國(guó)家。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機(jī)器人技術(shù)條件，先進(jìn)制造裝備及控制實(shí)驗(yàn)室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機(jī)器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對(duì)各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進(jìn)行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測(cè)得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動(dòng)選擇修正工具，并自動(dòng)通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)控機(jī)床加工相比還能有效降低企業(yè)設(shè)備采購(gòu)與維護(hù)成本。 應(yīng)用領(lǐng)域： 核聚變、空間光學(xué)、天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)鏡頭等涉及光學(xué)元件制造行業(yè) 技術(shù)指標(biāo)： ？ 實(shí)現(xiàn)直徑1米的大口徑光學(xué)元件磨拋加工； ？ 直徑500mm的平面反射鏡有效口徑范圍面形精度達(dá)到PV=0.387λ、rms=0.063λ。

國(guó)內(nèi)外大科學(xué)工程研究中如激光聚變，空間光學(xué)，天文望遠(yuǎn)鏡等，都對(duì)大口徑光學(xué)元件提出了較大的需求和較高的要求，而國(guó)內(nèi)大口徑光學(xué)加工制造能力還遠(yuǎn)落后于美國(guó)，歐洲等國(guó)家。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)大口徑光學(xué)元件的需求越來越大，精度越來越高，口徑越來越大，孔徑也不斷增大，適用于大尺寸、非球面、高效、精密的柔性加工技術(shù)已成為制約其發(fā)展和亟待解決的關(guān)鍵問題。利用智能化自動(dòng)化技術(shù)生產(chǎn)取代傳統(tǒng)手工低效率研磨已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。為適應(yīng)大口徑光學(xué)元件的加工，結(jié)合現(xiàn)有成熟工業(yè)機(jī)器人技術(shù)條件，先進(jìn)制造裝備及控制實(shí)驗(yàn)室開展了多工具柔性磨拋復(fù)合加工技術(shù)的研究，利用工業(yè)機(jī)器人模擬手工研磨鏡面加工技術(shù)，通過在末端關(guān)節(jié)安裝的專門研發(fā)磨拋工具頭對(duì)各型大口徑平面及曲面類光學(xué)元件進(jìn)行高效率研磨加工，還能根據(jù)光學(xué)元件面形檢測(cè)得出的誤差結(jié)果，專門開發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件能智能化地在光學(xué)表面相應(yīng)的區(qū)域自動(dòng)選擇修正工具，并自動(dòng)通過高效疊代算法得出合適的磨拋材料去除函數(shù)，并生成高精度光學(xué)表面加工程序，有效地控制加工大口徑光學(xué)元件過程中產(chǎn)生的各種誤差，特別是能有效克服“蹋邊問題”，該成套技術(shù)不僅能大大提高大口徑光學(xué)元件的拋光效率和加工精度，另外與采用精密數(shù)