高空幕墙安装机器人作业平台的抑振系统研究

《高空幕墙安装机器人作业平台的抑振系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TU689密级：UDC：621编号：15-080200-27M河北工业大学硕士学位论文高空幕墙安装机器人作业平台的抑振系统研究论文作者：王刚学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：李铁军职称：教授资助基金项目：国家“十二五”科技支撑，No.2012BAF07B00DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONVIBRATIONSUPPRESSIONSYST

2、EMOFWORKINGPLATFORMOFSLABSTONEMOUNTINGROBOTFORHIGH-RISEBUILDINGbyWangGangSupervisor:Prof.LiTiejunApril2015ThisworksupportedbytheNational"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

3、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

4、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：摘要幕墙是建筑外墙装饰的重要组成部分，传统的高空幕墙施工存在效率低、精度差且容易发生坠落事故等问题，因此，机器人化智能施工装备是必要发展方向。随着高层建筑的不断增多，幕墙安装机器人需借助高空作业平台进行施工，而该平台会因风载荷、操作工人的移动以及机器人的运动等因素产生振动，本文主要针对高空幕墙安装机器人的作业平台在施工过程中的振动及抑振问题进行研究。首先，分析高空幕墙安装机器人对其作业平台的基本要求，对比当前高空作业设备的分类和特点，结果显示高处作业吊篮比较适

5、合作为幕墙安装机器人的作业平台，但其在施工过程中极易出现振动，因此对该平台进行振动特性分析，并利用ANSYSWorkbench的Modal模块进行验证，得出该平台存在空间三个平动方向的振动。为了对该振动进行有效抑制，综合当前振动控制方法的分类及特点，最终选择被动控制的阻尼耗能减振作为本课题的抑振方法。其次，针对作业平台存在的多维振动特性，提出基于3-UPU三平动并联机构的抑振系统，通过在其移动副上施加油压缓冲器来实现多维抑振效果，该机构提供的阻力与作业平台的振动方向相同。通过研究并联机构的运动学和力学分析，包括位置正逆解、速度和工作空

6、间分析，计算机构各支链受力和移动副位移的大小，得出该机构比较适合作为作业平台的抑振机构，并选取西捷克AD-2550油压缓冲器作为抑振元件。再次，利用拉格朗日方程建立抑振机构的振动微分方程，通过模态分析计算固有频率和主要振型等动态特性，并使用Matlab/Simulink对其进行振动响应仿真分析，结果显示抑振机构在三个移动方向上均具有减振效果。根据力雅克比矩阵计算抑振机构的等效阻尼与各支链阻尼之间的函数关系，为验证机构的抑振效果提供理论支撑。最后，分别对作业平台和带抑振系统的作业平台进行振动特性和仿真分析，结果显示，抑振系统对作业平台的

7、三个移动方向均具有明显的抑振效果，当单个抑振机构的支链阻尼为11000N·S/m时，作业平台的振动响应为临界阻尼振动特性，并且该阻尼值小于所吸附板材的最大允许阻尼，可以达到良好的抑振效果。关键字：幕墙安装机器人，作业平台，抑振系统，并联机构IABSTRACTCurtainwallisanimportantpartofbuildingexternalwalldecoration.Therearemanyproblemsintheconstructionandinstallationofhighcurtain,forexamplelowe

8、fficiency,poorinstallationaccuracyandpronetofalling,etc.SoRobotintelligentconstructionequipmentisanecessarydev