倪涛:积极探索自主定位导航柔顺装配对接机器人技术
在科技高速发展的当下,机器人技术是推动行业进步的关键。对接装配作为高端装备制造的关键工序,意义重大。装配工序在产品生产周期中,占总生产时间的50%、总成本的 30%以上,且关键部件装配对接不许机械加工,对工艺要求极高。当前通用装配机器人多为串联关节型工业机器人,只适合小型、轻型工件,特定产线自动装配专机受工件加工误差等影响,存在对接困难、内应力大的问题,这是装配机器人技术领域的痛点。 倪涛作为吉林大学机械电子专业工学博士,现任燕山大学教授、博士生导师,承担国家自然科学基金资助项目和吉林省重点研发计划项目。他凭借扎实知识和敏锐洞察力,在机器人技术领域创新探索,对我国机械工程发展贡献突出。 倪涛成果丰硕,其带领团队研制的 “具有自主定位导航的大工件柔顺装配对接机器人”极具代表性。该装备由可移动式底盘和六自由度并联机器人组成。移动式底盘依靠激光雷达 SLAM 技术能在室内外高精度定位和自动行走。并联机器人有六个运动自由度,驱动支链末端有力传感器,通过力-位置混合控制实现对装配环境的主动柔顺。倪涛还完成了 “多传感器融合的移动机器人高精度、高可靠性定位软件”等多个有价值的软件著作权。 这些技术应用价值重大。在大型工件装配中,传统人工吊装效率低、误差大且对接困难、内应力大,该技术能解决大尺寸、大载重、远距离运输和自动产线柔性问题,提高装配效率和精度,为高端装备制造助力。在空间轨道清理方面,随着航天发展,太空垃圾增多。目前基于飞行网和鱼叉的捕捉机构难以精确控制且机动性有限,串联空间机械臂刚性连接捕捉机构对负载要求高,而倪涛研制的并联机器人精度高、对目标和环境有主动柔顺性能,可应对太空垃圾这类非合作目标,在目标形状大小可变、运动状态未知和捕捉点不确定时,仍能完成捕获且避免机器人受过大接触力。在海上廊桥波浪补偿方面,该技术基于阻抗模型的力-位置混合控制方法,能保持平台稳定,对环境主动柔顺,避免大载重、大刚度件硬-硬接触产生的过大作用力。 业内专家指出,此项目为高端装备制造和应用开辟新道路,有重大创新和实用价值,能提高工业生产效率和质量、降低成本、增强企业竞争力。 对于机械工程技术的未来,倪涛充满信心。他认为机械工程技术将朝智能化、高效化、绿色化发展,未来机器人会更智能,能适应复杂环境,多学科融合也是重要趋势。 倪涛及其项目为大尺寸、大载重高端精密件自动化装配对接难题提供有效方案,成果具有重要学术价值、广泛应用前景和社会价值。 (张一帆)
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