國家智能制造裝備發(fā)展專項關(guān)鍵成套智能裝備研發(fā)成功

    　　智能移動機器人是現(xiàn)代化車間物流系統(tǒng)的核心裝備，擁有巨大的市場空間。然而現(xiàn)有的移動機器人存在著機動靈活性差與定位導(dǎo)航精度低等問題，制約了移動機器人的發(fā)展。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所所屬二級所先進(jìn)制造所精密運動與先進(jìn)機器人團隊針對上述問題開展了深入的研究，近期開發(fā)出一套基于全向移動機器人的自動化車間物流系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于某大型國產(chǎn)汽車公司的發(fā)動機生產(chǎn)線搬運環(huán)節(jié)。

　　針對傳統(tǒng)移動機器人不能同時改變移動位置和方向、無法實現(xiàn)側(cè)行和斜行、機動靈活性不佳等問題，團隊設(shè)計開發(fā)出一種基于直驅(qū)電機并能實現(xiàn)解耦驅(qū)動的主動萬向腳輪。該萬向腳輪通過輸入運動耦合實現(xiàn)了輸出運動的解耦，即在腳輪的傳動系統(tǒng)中引入一個兩自由度的差速器，使得轉(zhuǎn)向電機可在輸出轉(zhuǎn)向運動的同時輸出一部分的滾動力矩，用于消除腳輪的轉(zhuǎn)向運動和滾動運動所產(chǎn)生的耦合運動，既簡化了運動控制，也避免了因耦合傳動而產(chǎn)生的腳輪磨損。

　　基于主動萬向腳輪，團隊研發(fā)了由多臺全向移動機器人組成的車間物流系統(tǒng)，并將其應(yīng)用到了某汽車公司發(fā)動機生產(chǎn)線的搬運環(huán)節(jié)，其中每臺全向移動機器人均采用了模塊化的設(shè)計方法，通過模塊化并聯(lián)結(jié)構(gòu)運動學(xué)動力學(xué)算法，實現(xiàn)了多個解耦式主動萬向腳輪的協(xié)調(diào)控制和純滾動條件下的0-360°轉(zhuǎn)向。單臺全向移動機器人依靠QR碼與視覺的多信息融合技術(shù)實現(xiàn)在車間物流場合的準(zhǔn)確定位，并通過搭載的超聲波傳感器實現(xiàn)全方位自主避障，其承載能為250公斤，運動最大速度為1m/s，定位誤差小于20mm。該全向移動機器人系統(tǒng)通過安裝于上位機的統(tǒng)一調(diào)度算法，利用WIFI實現(xiàn)遠(yuǎn)程的實時調(diào)度，除此之外，該系統(tǒng)可與臂式機器人組成車間物流搬運系統(tǒng)，實現(xiàn)車間貨物的全自動化取放和運輸。該車間物流系統(tǒng)是國家智能制造裝備發(fā)展專項“1.8TGDI 渦輪增壓發(fā)動機數(shù)字化智能制造車間應(yīng)用示范”項目的關(guān)鍵成套智能裝備，可實現(xiàn)發(fā)動機的自動化搬運過程，替代了人工搬運，提高了物流效率。該項目近期通過了驗收，基于全向移動機器人的車間物流系統(tǒng)獲得了廠方認(rèn)可和專家的好評。

        解耦式主動萬向腳輪           全向移動機器人平臺應(yīng)用于汽車發(fā)動機搬運現(xiàn)場