QCDC输油臂自动接船装置方案-0428

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1、先进制造技术研究所——技术方案中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所技术方案方案编号：2015042711方案名称：QCDC输油臂自动对接技术方案企业名称：连云港中远物流有限公司日期：2015.04.25第1页共7页先进制造技术研究所——技术方案1概述项目QCDC输油臂自动对接技术方案名称操作输油臂复位（回零）—人工操作输油臂联动至输油孔附近（粗定位）—流程输油孔手眼协调自动对接（精定位）输油臂复位回零远距离的手动操作接近目标接近时的手眼协调自动对接初始直角坐标系下的多轴对接输油联动控制（方向控制）零位项目对输油臂进行自动化改造，使输油臂具

2、备笛卡尔空间下多轴运动规划能要求力，提高输油效率。对每个机械臂运动关节增加角度传感和电液比例器件以实现各个轴的闭环控制，笛卡尔坐标系下输油臂运动规划，多轴联动使用Palfin控制器控制，使用工业PC实现手眼伺服的二次精确定位。生产全年工作。概况产品现有设备改造升级信息2供货内容与范围（单输油臂-6自由度配置）名称数量制造商电液比例控制系统装置6先进所关节角度检测传感器6先进所手眼协调视觉模块1先进所运动规划模块1先进所遥控操作模块1先进所多臂联动模块1先进所3方案概述3.1方案布局QCDC输油臂自动接船装置由液压输油机械臂、电液比例单元、关节角度传

3、第2页共7页先进制造技术研究所——技术方案感、手眼伺服模块、多轴运动控制系统等组成，整体方案如图1所示：各个关节配置角度传感器液压执行元件配置比例阀加装手眼伺服视觉定位装置使用Palfin控制器进行运动控制，并加装工业PC进行精确定位图1设备平面布局图注：1）每个自由度加装电液比例与角度传感单元，实现闭环控制2）使用Palfin控制器实现多轴联动与机器人运动学解算；3）使用工业相机与工业PC进行手眼协调精确定位。3.2操作流程1）输油臂复位处于初始零位。2）船舶开到机械臂作业半径范围时，人工操作摇柄按照方位偏差控制输油臂运动，即按照前-后、左-右、

4、上-下的直角坐标系下的运动方向进行控制。3）输油臂接近目标时，人工按下精确定位按钮，启动手眼伺服定位功能，不断根据视觉反馈运动偏差进行微调，实现精确对接。4）如不采用手眼伺服自动完成对接，也可由操作员完成精确对接。4机器人系统参数具备多轴联动功能插补周期100ms，控制精度1cm输油孔定位精度0.5cm平均作业时间40s轴数6第3页共7页先进制造技术研究所——技术方案安装位置机械臂本体控制系统Palfin+工业PC5控制系统设计系统使用Palfin控制器为总控主控制器，实现传感-电液比例控制系统，完成机械臂液压元件的闭环控制，另外在控制器上实现机械

5、臂多轴联动轨迹规划算法及运动控制模块。使用人工遥操作对输油臂进行直角空间坐标系初定位、再使用手眼伺服定位对输油孔进行精确对接。控制系统采用人工和自动混合操作模式。控制系统粗定位采用人工遥操作模式，可由操作员控制末端执行器在笛卡尔空间做直线运动，当末端执行器运动到输油孔附近时，由手眼伺服执行自动对接程序，将末端执行器与输油孔实现自主对接，过程可不用人工干预。控制系统总图如图2所示：遥控平台工业PCPalfin控制器人工遥操作手眼伺服模块（自动对接）计算偏差运动学规划算法传感-电液比例闭环控制控制系统传感器计算速度信号驱动各液压元件完成对接图2控制系统

6、框图第4页共7页先进制造技术研究所——技术方案控制系统软件流程图如图3所示：系统初始化输油臂复位人工预控制（遥操作）开启手眼伺服精确定位模式计算输油孔与机械臂安装孔角度偏差获得当前传感器值，计算当前姿态获得指定笛卡尔轨迹的关节角位置和速度曲线数据控制液压元件执行操作完成自动对接作业图3控制系统软件流程图6案例项目前期研究基础有：1、破拆机器人（企业委托课题）：对液压破拆机械臂使用激光定位平台计算目标位置的直角空间坐标，然后在加装比例阀和角度传感器后，使用palfin控制器实现机械臂多轴自动定位，自动破拆操作。该产品为企业创造了新的利润增长点，形成了

7、良好经济效益。目前已完成破拆机器人多轴自动控制及液压比例伺服控制设计，在此基础上，增加车辆导航技术和视觉定位技术，并成功申请国家科技支撑计划资助。第5页共7页先进制造技术研究所——技术方案图4破拆机器人样机图2、老人服务机器人（中科院方向性重点项目）：具备双目视觉精确定位技术，能完成环境识别、任意抓取和自主行走功能。利用老人服务机器人双目精确定位技术，可完成输油孔和机械输油臂末端的精确对接。图5老人服务机器人7报价（详见报价单）1）付款方式：定金50%，发货前付35%，货到安装调试结束付10%，余款5%三个月内付清。2）交货日期：定金到帐后3个月发

8、货，现场调试1个月。3）交货地点：轮船码头。第6页共7页先进制造技术研究所——技术方案4）以上报价含17%税。5）备注事项