国内码垛机器人研究之路

时间：2017-07-24 来源：机器人在线阅读：8195 原创

我国工业机器人研究和应用开始于上世纪70年代，随着改革开放的不断深入和国家工业水平的不断提升，我国工业机器人技术的开发和研究取得了一定的成果，同时码垛机器人技术也得到快速发展。但相对国外较成熟的码垛机器人技术，国内的码垛机器人技术还在不断完善中。

针对码垛机器人，国内的一些高校和企业进行了相关的研究和开发。目前主要有直角坐标型码垛机器人和关节型码垛机器人两种，其中直角坐标型码垛机器人具有定位精度高、计算控制简单等优点;关节型码垛机器人则弥补直角坐标型码垛机器人的缺陷，具有占地面积小、工作空间大、动作灵活等优点，应用范围更广。

沈阳新松机器人自动化股份有限公司研发的SRM系列码垛机器人，如图2.2 (a)所示，采用自主研发的高性能控制器，动作速度精准，支持视觉、力觉等各种智能传感信息，能够实现可靠、快速、精确、连续地码垛任务，在重工、食品等行业中应用绩效显著;清华大学、北京邮电大学以及北京理工大学等共同开发了丁日50型码垛机器人，在

负载50kg的条件下可实现1000袋/小时的搬运能力;哈尔滨工业大学采用全新结构形式与原理推出基于FFS的高速高精度称重包装码垛生产线，其生产能力可达1600袋/小时，可广泛应用于石化、医药、建材等行业;上海交通大学与上海沃迪自动化装备股份有限公司研发的TPR系列码垛机器人，如图1. 2 (b)所示，拥有独特的结构设计，可靠的控制系统，生产能力达到1600包/小时，应用领域覆盖食品、饮料等诸多行业。

1.3码垛机器人研究方法综述

码垛机器人的研究领域较为广泛，本文主要研究其运动学分析、动力学分析和残余振动抑制等内容。

1.3.1运动学分析方法

码垛机器人运动学分析是指在不考虑产生运动的力或力矩的情况下，研究末端执行器相对于固定参考坐标系的运动几何学关系。在运动学分析时，主要是针对码垛机器人末端执行器位姿与机构参数间的空间关系进行解析说明。

码垛机器人运动学的研究方法主要包括图解法、解析法、对偶数正交矩阵法和D-H法等。图解法是以图形几何为基础，简洁直观，但只能用于平面机构及一些简单的空间机构的运动学分析过程，无法满足现代码垛机器人越来越复杂的机构的分析需求。解析法主要用在工作空间的分析中，通过建立工作空间边界曲面的表达式，并多次包络确定工作空间的边界，但解析法较为繁琐难懂，适用于分析自由度较少的机器人的运动过程。对偶数正交矩阵法是以螺旋来表示机器人连杆间的位置关系、连杆和关节的线位移、角位移以及线速度和角速度，适用于含有圆柱副、转动副或螺旋副等复杂机构的机器人的运动分析。由Denavit和Hartenberg于1955年提出的用低运动副的标准矩阵表示法来描述任何空间机构的闭环式运动方程的方法，建立起了末端执行器与基座坐标系之间的转换关系。经过Paul适当修正后的。一日方法在处理机器人机构运动学的问题上得到了许多学者的广泛认可。由于。一日方法原理比较简单且理论较为成熟，故在求解机器人运动学正逆解过程中被广泛使用

码垛机器人码垛机器人的运动学分析与残余振动抑制研究技术干货

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