预制构件瓷砖铺贴并联机器人运动学分析

摘要

针对装配式建筑预制构件瓷砖自动铺贴的需求，设计了一种基于并联机构的瓷砖抓取、振实一体式的机器人新构型。首先，设计了由3个分支组成的铺贴机器人，其每个分支中包含2个不同类型的作动器，分别对应机器人的抓取工作模式和振动工作模式；其次，结合机构的布置特点，分析了机构的自由度特性，推导了其位置正、反解；再次，针对广义坐标，采用等效运动旋量表描述闭环四杆机构的运动特性，将振动工作模式下的铺贴机器人瞬时等效为■并联机构；最后，基于旋量代数推导了机器人等效机构的运动学一、二阶影响系数，并给出了相应的数值算例。结果表明，铺贴机器人有较大的工作空间，结合不同频率和幅值的振动输出，能够实现瓷砖抓取、振实一体化。所提出的瓷砖铺贴机器人具有一定可行性，为瓷砖自动铺贴的进一步研究与应用提供了参考。

关键词

工业机器人技术 / 预制构件 / 瓷砖铺贴 / 并联机构 / 运动学

基金资助

国家自然科学基金(U20A20283); 河北省重点研发计划项目(22311801D); 河北省“三三三人才工程”资助项目(C20231128); 河北省高校基本科研业务经费项目(2023JCTD03,2023JCTD04); 张家口市基础研究和人才培养计划项目(2311006A)