多自由度鋪軌道板機器人

李雪萊

研究目的和背景

承載高鐵列車的無砟軌道需使用預制的、一定規格的軌道板鋪設。這種軌道板的安裝精度要求非常高，1m范圍內誤差不能超過2mm。

一般說來，為了將一個物體從初始位置（對高鐵軌道鋪設，就是龍門吊放置的初始位置）精確放置到另外一個位置，有可能需要對物體作6個參數的調節，即要對x、y、z軸3個方向的位移和分別繞x、y、z軸的轉動等6個自由度進行調節，這就是我要制作六自由度機器人的緣由。我設計制作了多自由度鋪軌道板機器人，為工程建設中使用機械精確定位、安裝大型工件和設備提供了一種解決方案。

機械結構設計

總體設計

多自由度鋪軌道板機器人整體框架結構如圖1所示。框架采用不銹鋼型材制作，零件連接處采用螺栓連接。框架主要分為抓取部與走行部2大部分，工作時走行部的門架結構移動橫跨到被抓取物體上，抓取部抓取物體后在由門架結構寬度及高度形成的工作區域內調整物體的空間位置進行精確定位并安放。

整個方案的執行機構分為控制部、抓取部和走行部。其中控制部位于整個機器人的上部。

抓取部

抓取部負責完成對被抓取物體進行抓取、定位的工作，是本機構最主要的部分。抓取部主要分為六自由度轉臺和抓取架2部分。工作時抓取架用于抓取物體，六自由度轉臺由ARM控制板控制，可以對空間上的6個坐標準確地定位，對抓取物體的方向、位置進行定位調整，抓取部的結構如圖2所示。……