CN110860983B 三维空间爬壁打磨抛光机器人及打磨能效控制方法 （中国电子科技集团公司第二十八研究所）

三维空间爬壁打磨抛光机器人及打磨能效本发明公开了一种三维空间爬壁打磨抛光转机构带动另一机器人在一定角度范围内实现安全性、打磨质量的前提下最大程度的提升效2所述打磨区域建模方法根据打磨环境建立三维空间模型，在三维空所述打磨质量建模方法建立打磨质量模型，根据打磨表面粗糙pN为打磨电机负载p所述运动过程建模方法将爬壁机器人的运动划分为4个阶段进行运动过程力学分析，s2为上一运动阶段决定的运动初始速度，l2为转向过程中机器人在X方向或Y方所述打磨路径智能规划方法建立打磨能效控制模型，将运动速度、2.根据权利要求1所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征3(2)依据三维模型，获取待打磨平面和非打磨区域在空间三维坐标系下的轮廓几何位(4)面向三维空间进行打磨区域细划分，在跨壁和环状打磨区域转向处设置爬壁打磨系下XY点坐标建立结构体进行存储，并将环形路径拆分为以拐点为起始点的直线段路径3.根据权利要求1所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征(9)判断迭代次数k是否等于最大迭代次数km或打磨时间Tij是否达到设定的优化目标，4.根据权利要求1～3任一所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，4(4)和连接它们的翻转机构，第一爬壁机器人(1)和第二爬壁机器人(4)的5.根据权利要求4所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征(17)、真空负压机构(18)和集中控制模块(19)，麦克纳姆轮(12)为4个，分别设置在底盘(11)的外侧底部，每个麦克纳姆轮(12)通过运动轴(20)连接1个驱动电机(13)，打磨机构6.根据权利要求5所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征将驱动电机(13)固定在底盘(11)上，第三固定弯角(16)用于将打磨机构(17)固定在底盘7.根据权利要求5所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征8.根据权利要求5所述的三维空间爬壁打磨抛光机器人的打磨能效控制方法，其特征馈打磨力传递至集中控制模块(19)，连接法兰(22)上连接弹性打磨盘(21)，弹性打磨盘5第二爬壁机器人通过第一固定弯角固定在扇形齿轮减6[0012]所述运动过程建模方法将爬壁机器人的运动划分为4个阶段进行运动过程力学分[0015](1)将待打磨墙壁、舱体的三维模型导入UG软件中，选取待打磨平面和非打磨区[0016](2)依据三维模型，获取待打磨平面和非打磨区域在空间三维坐标系下的轮廓几[0018](4)面向三维空间进行打磨区域细划分，在跨壁和环状打磨区域转向处设置爬壁pp78[0047](9)判断迭代次数k是否等于最大迭代次数km或打磨时间Tij是否达到设定的优化[0048]有益效果：本发明能够实现三维空间爬壁打磨抛光机器面角过渡依靠翻转机构与机器人的真空负压机构9[0061]所述第一爬壁机器人1和第二爬壁机器人4为可独立运行的爬壁打磨抛光机器人在底盘11的横向中心轴两侧，真空负压机构18为2个，对称设置在底盘12的纵向中心轴两驱动电机带动机器人的麦克纳姆轮调整旋转角速度，使得第一爬壁机器人1可以接近目标出指令使第一爬壁机器人1的真空负压机构开始工作第二爬壁机器人4的真空负压机构停动电机带动机器人的麦克纳姆轮调整旋转角速度，使得第二爬壁机器人4可以接近目标墙[0074](2)所述打磨区域轮廓曲线的获取是指依据三维模型，获取待打磨平面在空间三[0076](4)所述面向三维空间的打磨区域细划分，是指在二面角过渡和转向处设置运动ppN34pp[0091](2)空载运行阶段，该阶段为爬壁打磨抛光机器人在两个打磨块连接点之间的运[0096](3)转向阶段，该阶段爬壁打磨抛光机器人的运动需转动爬壁打磨抛光机器人的[0101](4)跨壁阶段，跨壁阶段机器人一台机器通过俯仰电机带动其中一个模块进行翻[0107]所述打磨路径智能规划打磨路径和解算采用动态实时评估进行路径优化的方即依据每次路径选择的实际情况实时记录、调整选择结果并作为下一次路径选择的依据。空间所有待连接的链接点数量为n1。记完成一次所有n1个点的连接，记为完成一次路径选[0112]即在求解过程中，根据全算法依据被选择概率在所有可选择节点中，在所有节点中选择概率最大的节点进行连接，点j上的全局连接概率影响因子,该因子由前次路径选择的总时间(前次路径选择上所有节点之间运动时间Tij之和)决定，其计算方法为在算法开始之前设定一个初始值和最大最小[0119]公式中ρ为全局连接概率影响因子的每代衰减率常数，主要功能是为了确保每个表示每次迭代完成后依据路径的优劣程度(爬壁打磨抛光机器人打磨效率的全局连接概率[0132](9)判断迭代次数k是否等于最大迭代次数km或打磨时间Tij是否达到设定的优化