压力容器检测机器人构型设计与工作空间分析

摘要

针对一种压力容器无损检测任务中人员安全的问题,对压力容器入口狭小、内部空间大、内部环境恶劣的特点进行了分析,对机器人的奇异性、负载能力、工作空间、安装方式和时间进行了研究,基于“臂腕分离”原则提出了一种六自由度串联机器人构型;利用Matlab软件对机器人的工作空间进行了仿真,通过三维建模描述了其工作过程,同时还利用机器人实体样机实验对机器人的负载性、安装方式和时间、工作空间进行了测试.研究结果表明,机器人的构型设计符合工作空间的要求,该机器人可以负载20 kg仪器顺利地完成检查任务,单个人可以安全地完成安装任务,并且将安装时间缩短到半个小时以内.该机器人的成功研制可以保障人员安全,这种构型方法为该类机器人的设计提供了参考依据.