面向飞机制孔的爬行、定位一体化冗余驱动并联机器人关键技术研究

摘要

飞机制造业是一个关系国家经济命脉和国防安全的高技术产业,市场需求巨大,飞机制造业将是我国经济发展新的增长点.现代飞机结构越来越复杂,飞机结构件以机械连接为主,这不可避免地带来大量的制孔工作.目前采用的自动制孔设备可归纳为C框结构自动钻铆机、大型龙门式自动制孔机、机器人自动制孔系统等三种类型,其中机器人自动制孔系统又分为串联机械臂式,柔性导轨式和自主爬行式三种不同的结构方式,各种自动制孔设备适应不同的工况,对于机身环向制孔任务采用能够自由移动并吸附到飞机身体上的自主爬行式制孔机器人设备是目前的一个新的研究方向.该机器人系统的关键技术包括机器人构型设计,使其同时满足自由行走和精确调姿定位制孔功能要求;机器人足尖位置随机分布情况下的运动学动力学实时解算;未知环境下作业任务规划和针对机体表面为未知曲面情况下的足尖触地力位混合控制等.本项目旨在研究上述制孔机器人所面临的多方面需求及解决方案,为飞机制孔机器人的设计优选提供理论依据和方法指导.