高空幕墙安装机器人平台的抑振研究

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1、分类号：TU689密级：公开UDC：621编号：201331204005河北工业大学硕士学位论文高空幕墙安装机器人平台的抑振研究论文作者：张新鹏学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：陈贵亮职称：高级工程师资助基金项目：国家“十二五”科技支撑项目，No.2012BAF07B00DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringVIBRATIONCONTROLOFHEIGHTCURTAINWALLINSTALLAT

2、IONROBOTPLATFORMbyZhangXinpengSupervisor:Prof.ChenGuiliangMarch2016ThisworksupportedbytheNational"TwelfthFive-Year"PlanforScience&TechnologySupport.No.2012BAF07B00.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他

3、个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着我国高层建筑的不断增多，传统人工安装建筑幕墙中存在的效率低、精

4、度差、危险性高等问题日益凸显。运用机器人技术进行幕墙安装，就可以解决上述问题，而确保承载机器人进行幕墙安装平台的稳定是实现自动化幕墙安装技术的前提条件。本课题是在国家“十二五”科技支撑计划项目支持下，对高空幕墙安装机器人作业平台的振动进行研究并设计一套抑振系统，保证作业平台的稳定。本课题首先分析了高空幕墙安装机器人系统的组成和工作过程，理论研究了高空幕墙安装机器人的作业平台在施工过程中的振动成因。并且采用有限元分析软件，分析了高空作业平台的振动模态，验证其振动原因，得出高空作业平台主要有三个平动方向的多维振动。通过对三种抑振方法的分析比较，最终选取了适应性强、安全性好

5、、结构简单的半主动振动控制方法作为高空作业平台的抑振方法。其次，根据高空幕墙安装机器人作业平台对抑振机构的实际要求，设计了基于并联五连杆机构的抑振系统。建立了并联五连杆机构运动学和动力学的数学模型，并且对其正解和逆解进行分析。结合软件对高空作业平台工作空间仿真分析，对整个机构的尺寸进行数学优化。并通过拉格朗日振动微分方程，分析了并联五连杆机构的振动特点。再次，通过对磁流变液三种工作模式的分析，结合高空作业平台对抑振机构的需求，设计了一种基于磁流变液剪切工作模式的旋转式磁流变阻尼器。根据对旋转式磁流变阻尼器内部的磁路计算，分析了磁流变阻尼器的磁场，优化了磁流变阻尼器的结

6、构参数。建立了旋转式磁流变阻尼器输出力矩和输入电流与转速的数学关系模型，并且运用仿真软件验证了其正确性。最后分别建立了含有与不含有抑振系统的高空作业平台振动微分方程，并利用软件对两种情况进行了仿真。通过对比两种情况下得到的不同振动曲线，验证了抑振系统可以很好的抑振平台产生的振动，提高幕墙安装机器人的安装精度。关键字：高空作业平台振动抑制并联机构磁流变IABSTRACTWiththegrowinginnumberofhigh-risebuildingsinourcountry,theproblemsincludedinthetraditionalmanualmethod

7、oftheinstallationofbuilding’scurtainwall,suchaslowefficiency,lowaccuracy,highdanger,etc.,isbecomingmoreandmoreobvious.Theseabove-mentionedproblemscanbesolvedwiththeapplicationofrobotictechnology,andtheassuranceofthestabilityofworkplatform,onwhichtherobotinstallscurtainwalls,ist