隨著我國經(jīng)濟的增速發(fā)展,城市化的進程的飛速加快,全國的建筑行業(yè)已經(jīng)不斷的向高空延伸,大型高空建筑如雨后春筍在各個城市拔地而起。與此同時,局部發(fā)達地區(qū)城市的人口不斷擴張,高層建筑也逐漸替代了傳統(tǒng)的住宅樓。在“綠色建筑”及“中國制造2025”的推動下,建筑行業(yè)中裝配式建筑成為了必然趨勢。不僅裝配式建筑大大提高了施工作業(yè)的效率,也更加符合綠色建筑的要求,建筑業(yè)設(shè)計的標準化和項目管理的信息化,結(jié)構(gòu)件的標準程度與生產(chǎn)效率呈現(xiàn)正比關(guān)系,更有利的是構(gòu)件成本會大幅度減低,再加上工廠智能的管理模式,整個裝配式建筑的性價比會越來越高,這就使得發(fā)展建筑行業(yè)機器人迫在眉睫。本課題對建筑行業(yè)中裝配式建筑進行了分析,以實驗室自主設(shè)計的建筑幕墻安裝機器人為對象,利用機器學(xué)習(xí)與阻抗控制算法對機器人的柔順性進行研究。首先對建筑機器人的運動學(xué)與動力學(xué)建模分析,并建立其數(shù)學(xué)模型,為后文柔順性研究奠定基礎(chǔ)。本文研究的核心內(nèi)容如下:（1）在人機協(xié)作機器人的意圖理解上著手研究,對人機協(xié)作過程中操作者的輸入信息特征進行研究,總結(jié)出機器人傳感器對輸入信息精準判斷、預(yù)測的控制策略,并通過一自由度的機器人對算法可行性進行驗證。（2）對比... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

017年較大事故起數(shù)情況

河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文1第一章緒論1.1課題的研究背景與意義自世界上第一臺數(shù)字化可編程的工業(yè)機器人“Unimate”[1]問世以來，歷經(jīng)了了半個多世紀的發(fā)展，無論是在工業(yè)、民用、航天等領(lǐng)域都有了長足的進步。以工業(yè)機器人為例，我國起步于20世紀80年代，經(jīng)歷研發(fā)期至20世紀后逐漸走向產(chǎn)業(yè)化的方向。2017年我國的工業(yè)機器人產(chǎn)量將達到6.4萬臺，預(yù)計在2020年有望突破10萬臺且年均增長率在19%左右[2]。由此可見，在未來的十年甚至幾十年，機器人將會在各個領(lǐng)域占據(jù)一席之位。隨著經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，我國加快了城鎮(zhèn)化改革的步伐，在《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014-2020）》中表示，我國處于城鎮(zhèn)化改革發(fā)展的重要階段，經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展要依托城鎮(zhèn)化的推動作用，城鎮(zhèn)化發(fā)展正在有序進行[3]。城鎮(zhèn)化的結(jié)果會造成城市人口膨脹，市民的生存空間變得更加擁擠，所以全世界城市均存在地價昂貴的現(xiàn)象，為了有效解決此類問題，建筑已經(jīng)不斷地像高空發(fā)展[4]。中國的房地產(chǎn)行業(yè)近幾年來處于井噴期，各大城市高樓林立，摩天大樓已將成為各的地方的標志性建筑。在高層建筑大力發(fā)展的同時，不僅追求高度，還要追求的在整體的美觀與整潔，當前建筑以普遍采用玻璃幕墻以及大理石石材的建筑幕墻作為整體建筑的外飾�？紤]到我國房地產(chǎn)的體量與規(guī)模，建筑幕墻的裝飾有非常巨大的市場空間。圖1.12017年較大事故起數(shù)情況圖1.22017年上半年事故死亡人數(shù)情況與此同時，每年因建筑安全帶來的事故也是數(shù)見不鮮，如高空墜落、坍塌，工人失足等。如圖1.1-1.3為國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部安全生產(chǎn)管理委員會辦公室提供的2017年上半年全國房屋市政生產(chǎn)安全事故及傷亡人數(shù)統(tǒng)計，比2016年同期相比上升19.16%

人機協(xié)作建筑機器人操作意圖理解與柔順控制方法研究2和26.69%，由其中圖1.3可以看出，高空墜落和坍塌占據(jù)了大部分比例。由此可見，提高建筑行業(yè)的工作安全迫在眉睫。圖1.32017年上半年事故類型情況圖1.4高空事故圖（坍塌、墜落）圖1.4為高空事故圖，高空作業(yè)環(huán)境下作業(yè)難度系數(shù)以及危險系數(shù)大大多于在普通的建筑環(huán)境作業(yè)。機器人廣泛引入建筑領(lǐng)域是時代發(fā)展的要求，因此必將會是一場新的建筑革命。概括下來有以下幾點意義[5]：（1）建筑機器人能快速提高營建的效率，極大的縮短工期；（2）保障施工人員的安全，一些充滿危險以及對人身造成傷害的工種，未來可由機器人執(zhí)行。（3）人力資源的短缺加快了建筑機器人的需求。（4）建筑機器人是構(gòu)建節(jié)約型社會的訴求。（5）機器人有望搭建概念設(shè)計與實體之間橋梁。目前，建筑機器人無論是國內(nèi)還是國外均未實現(xiàn)商業(yè)化的道路，以建筑機器人為首的智能建筑裝備還都處于實驗階段，尤其是在復(fù)雜的工況下可靠性以及產(chǎn)品自身的魯棒性還需要提升。本文主要研究的內(nèi)容是建筑幕墻安裝機器人的操作意圖理解及在復(fù)雜環(huán)境下的柔順力控制策略的研究。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]高空幕墻安裝機器人機械系統(tǒng)研究[D]. 田飛.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[6]基于主動柔順控制的火箭在軌組裝對接系統(tǒng)研究[D]. 孫澤陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
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[8]求解動態(tài)優(yōu)化問題的遺傳算法的研究與實現(xiàn)[D]. 王豐豐.上海交通大學(xué) 2010
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本文編號：3268445