基于视觉识别的报废汽车车轮连接螺栓拆卸机械手开发及应用
车轮拆卸是报废汽车拆解与回收过程中关键环节之一,研究和制造智能化拆卸装备来替代人工完成拆卸工作,实现车轮连接螺栓的自动化拆卸,在国内外报废汽车领域成为新的研究热点。鉴于此,在面向报废汽车拆卸与回收的研究基础上,本文主要以四孔定位车轮和五孔定位车轮连接螺栓为拆卸对象,完成机械手拆卸系统的结构设计、视觉识别系统选型和末端执行器的改进型设计以及动作规划等关键技术,对报废汽车车轮连接螺栓的同步自动化拆卸做了一个探索性研究。详细研究内容如下:（1）首先,综合国内外对于报废汽车处理工艺以及车轮连接螺栓拆卸技术和基于视觉识别应用技术现状,提出一种针对报废汽车车轮拆卸的系统性拆卸工艺,结合工业机器人搭载末端执行器技术实现车轮拆卸。（2）其次,基于视觉识别技术的应用,根据四孔定位车轮和五孔定位车轮连接螺栓的拆卸作业要求,分析车轮拆卸机械手的工作原理和基本结构,总体设计车轮拆卸机械手的构成:以ABB公司的IRB2400型机器人为原型构建关节型机械臂、搭载自主研究设计的柔性末端执行器以及视觉识别模块等。（3）重点研究报废汽车车轮连接螺栓拆卸机械手,以拆卸轮毂螺栓为例,研究实现车轮连接螺栓的同步自动化拆卸过程,设计专用工具头,即设置为四孔定位车轮拆卸装置和五孔定位车轮拆卸装置,可实现不同节度圆的定位车轮和不同规格螺栓的拆卸工作,并且专用工具设置有扭矩传感器,能够控制电机的启停,针对螺栓锈蚀设置有过载保护机构。（4）利用UG软件构建三维模型,进行相关装配并干涉检验。对关键零部件进行有限元分析,通过施加载荷验证模型强度设计的合理性;并基于ADAMS对工具进行相关仿真测试,验证报废汽车拆卸工具能够实现自动化拆解报废汽车车轮连接螺栓。（5）最后,搭建样机模型进行目标识别定位实验。使用开源机器人操作系统（ROS）作为上层控制,IRB2400型机器人模型作为机械臂本体,使用Kinect V2相机作为视觉识别模块,搭建目标识别定位实验平台,并进行识别和定位测试,最终能够顺利完成目标识别与定位。
- 作者：
- 檀志远
- 学位授予单位：
- 安徽科技学院
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 陈丰；年四成
- 中图分类号：
- TP391.41；TP241；X734.2
- 关键词：
- 车轮拆卸机械手；视觉识别；过载保护；仿真；定位
-
- 基金项目：
- 安徽省滁州市科技计划项目（项目编号:2020ZN018）