一种木材检测机器人设计和运动学研究

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.011

现代制造工程 ›› 2019, Vol. 460 ›› Issue (1): 59-63.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.011

一种木材检测机器人设计和运动学研究

葛浙东, 张连滨, 顾远辉, 苏宸, 周玉成

山东建筑大学信息与电气工程学院,济南 250101

收稿日期:2017-07-24 出版日期:2019-01-20 发布日期:2019-02-15
作者简介:葛浙东,通信作者,讲师,主要从事无损检测机器人、数字图像处理方向研究。E-mail:gezhedong@sdjzu.edu.cn
基金资助:
山东省泰山学者优势特色学科人才团队支持计划项目(2015162);山东建筑大学博士基金项目(XNBS1622)

Design and kinematics research of a wood inspection robot

Ge Zhedong, Zhang Lianbin, Gu Yuanhui, Su Chen, Zhou Yucheng

School of Information and Electrical,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,China

Received:2017-07-24 Online:2019-01-20 Published:2019-02-15

摘要/Abstract

摘要： 针对农林业领域复杂的木材检测环境,提出了一种新型木材检测机器人,并对其机械机构方案和控制方案进行了设计。该机器人通过提升机构的伸缩运动实现对木材的竖直攀爬运动;通过夹紧机构中推杆的伸缩实现对树干的夹持作用;同时开展了攀爬机构和旋转检测机构的运动学分析,最后进行了一系列实验验证,结果表明该木材检测机器人能实现向上攀爬、向下攀爬、连续攀爬和旋转检测功能,且木材检测图像清晰无阴影区域出现。

关键词: 木材检测, 机器人, 机械结构, 运动学

Abstract: Based on the complex inspection environment of agriculture and forestry,a new wood inspection robot is created with design of its mechanical structure scheme and control scheme.The robot can achieve vertical climbing by lifting telescopic motion mechanism as well as the effect of the trunk clamp by the clamping mechanism.In the meanwhile,a kinematics analysis on climbing mechanism and rotation detection mechanism is conducted.Finally,through a series of experiments,the results show that the robot can climb up and down during detection of wood.It also can achieve continuously climbing and rotation detection function.Moreover,it will provide a clear image of the detection of wood without the shadow region.

Key words: wood inspection, robot, mechanical structure, kinematics

中图分类号:

TP242

葛浙东, 张连滨, 顾远辉, 苏宸, 周玉成. 一种木材检测机器人设计和运动学研究[J]. 现代制造工程, 2019, 460(1): 59-63.

Ge Zhedong, Zhang Lianbin, Gu Yuanhui, Su Chen, Zhou Yucheng. Design and kinematics research of a wood inspection robot[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2019, 460(1): 59-63.

参考文献 11

[1]	KAKOGAWA A,NISHIMURA T,MA S.Designing arm length of a screw drive in-pipe robot for climbing vertically positioned bent pipes[J].Robotica,2014,34(2):1-22.
[2]	江励,管贻生,蔡传武,等.仿生攀爬机器人的步态分析[J].机械工程学报,2010,46(15):17-22.
[3]	曹志华,陆小龙,赵世平,等.电力铁塔攀爬机器人的步态分析[J].西安交通大学学报,2011,45(8):67-72.
[4]	王巍,张厚祥.曲面幕墙清洁机器人攀爬技术[J].北京航空航天大学学报,2008,34(1):17-21.
[5]	蔡传武,管贻生,周雪峰,等.双手爪式仿生攀爬机器人的摇杆控制[J].机器人,2012,34(3):363-368.
[6]	ALMONACID M,SALTARÉN R J,ARACIL R,et al.Motion planning of a climbing parallel robot[J].IEEE Transactions on Robotics & Automation,2003,19(3):485-489.
[7]	ARACIL R,SALTAREN R J,REINOSO O.A climbing parallel robot: a robot to climb along tubular and metallic structures[J].IEEE Robotics & Amp Amp Automation Magazine,2006,13(1):16-22.
[8]	TAVAKOLI M,MARJOVI A,MARQUES L,et al.3DCLIMBER: A climbing robot for inspection of 3D human made structures.Ieee/rsj International Conference on Intelligent Robots and Systems[C].[S.l.]:[s.n.],2008:4130-4135.
[9]	LAM T L,XU Y.A flexible tree climbing robot: Treebot-design and implementation[J].IEEE International Conference on Robotics & Automation,2011,19(6):5849-5854.
[10]	GUAN Y,JIANG L,ZHANG X.Mechanical design and basic analysis of a modular robot with special climbing and manipulation functions.IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics[C].[S.l.]:[s.n.],2008:502-507.
[11]	WANG W.A caterpillar climbing robot with spine claws and compliant structural modules[J].Robotica,2014,1(7):1-13.

[1]	王银浩，颉潭成，徐彦伟，桂林，. 四足机器人侧摆型trot步态的运动学分析及仿真研究[J]. 现代制造工程, 2022, 500(5): 24-29.
[2]	李东阳，谢海龙，王清辉，廖昭洋，. 基于力反馈的机器人砂带磨削虚拟示教轨迹规划方法[J]. 现代制造工程, 2022, 500(5): 30-35.
[3]	冯利民，俞经虎，王延玉，刘佳怡. 基于IRLS算法的机器人动力学参数辨识[J]. 现代制造工程, 2022, 499(4): 37-44.
[4]	罗学良，张志强，王伟，夏寅力，李雪龙，周帆. 基于ADAMS软件的燃烧室绝热层打磨机器人的动力学仿真分析[J]. 现代制造工程, 2022, 499(4): 45-49.
[5]	雷根平，王艳丽. 执行器饱和约束下机器人手臂的最优容错控制[J]. 现代制造工程, 2022, 498(3): 29-34.
[6]	聂奥，李波，杨立凯，陈庚. 基于华数机器人的恒力控制系统研[J]. 现代制造工程, 2022, 498(3): 98-103.
[7]	荆泽成，张秋菊，杨瑞. 基于改进RRT的核退役机器人避障方法[J]. 现代制造工程, 2022, 497(2): 46-51.
[8]	张利霞，张景胜，倪辉，杨志成. 三维无模弯管机器人的设计与控制[J]. 现代制造工程, 2022, 497(2): 59-63.
[9]	安华成，周骥平，高龙琴，徐钟林. 挂轨巡检机器人绳索式剪叉升降机构的设计研究[J]. 现代制造工程, 2022, 497(2): 129-134.
[10]	何天英，余圣甫，雷毅，张光先，刘增晓. 多机器人协同的五电弧增材制造装备及其应用[J]. 现代制造工程, 2022, 496(1): 25-35.
[11]	吴立波. 线性直角运动机器人结构分析及优化[J]. 现代制造工程, 2021, 492(9): 24-27.
[12]	楼飞，关静，沈巍，倪国林. 多节式螺旋双驱动可变径管道机器人设计及其运动分析[J]. 现代制造工程, 2021, 491(8): 33-39.
[13]	廖良闯. 基于黏弹性模型及主动观测器的橡胶搬运机器人控制方法[J]. 现代制造工程, 2021, 490(7): 29-37.
[14]	袁福龙，朱建平. 基于改进蚁群算法的移动机器人最优路径规划[J]. 现代制造工程, 2021, 490(7): 38-47.
[15]	刘霞云，杨勇，姚宇茏. 轴承外圈多工序加工机器人自动上/下料系统设计及应用[J]. 现代制造工程, 2021, 490(7): 128-134.

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Design and kinematics research of a wood inspection robot

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