船舱狭窄空间自主移动焊接机器人的结构设计与实验研究的中期报告.docx

船舱狭窄空间自主移动焊接机器人的结构设计与实验研究的中期报告 一、研究背景 在船舶制造工程中，焊接技术是一项非常重要的工艺。船舶焊接一般分类为建造阶段焊接和维修阶段焊接，其中建造阶段焊接占据了船舶焊接的大部分工作量，而维修阶段焊接则主要用于船舶维修保养和改装。在船舶制造过程中，大部分焊接作业都需要在狭窄的空间内完成，人工热传感器的接近受到限制，因此需要一种自主移动的机器人来完成焊接作业。 针对这一需求，本研究选取了焊接作业常见的扭转接头为实验对象，设计了一种船舱狭窄空间自主移动焊接机器人，并对其进行了中期实验研究。 二、研究目的 1. 设计一种可以在狭窄空间内自主移动的船舱焊接机器人； 2. 验证该机器人的基本移动性能和焊接质量，为机器人后续完整实验提供基础数据和试验经验； 3. 通过实验研究，探索自主移动焊接机器人在船舶制造领域的应用前景。 三、研究内容 1. 设计船舱狭窄空间自主移动焊接机器人 机器人采用三轮差动式结构，以保证在狭窄的船舱内具备好的机动性和精度。同时，在机器人结构设计中，为机器人装配PTZ云台，以提高机器人的视觉识别能力和焊接精确度。 2. 工作原理 机器人在工作时，通过底盘的三个差动轮进行移动控制，光学传感器能够辅助机器人进行位置定位和避障；机器人焊接部分则采用焊接头自旋的方式获取焊接数据，在通过加工控制系统进行数据解析、控制系统响应、执行动作等工作，实现了焊接机器人的自主控制。 3. 实验研究 采用焊接板结构作为实验对象，在机器人自主移动前，系统通过PTZ相机进行图像捕捉；在机器人达到待焊接位置后，系统运用随动控制技术对焊接头进行跟踪，并保持接触状态；机器人三轮差动系统将机器人稳定固定于工作位置，利用焊接头进行呼吸增量导引式电弧焊接，实现了扭转接头的焊接作业。 四、结论 通过本次中期研究，研究人员成功设计出了一种船舱狭窄空间自主移动焊接机器人，并进行了相关实验验证。实验研究表明该机器人具备较好的运动性能和焊接精度，实现了扭转接头的焊接作业，同时也为自主移动焊接机器人在船舶制造领域的应用前景提供了参考意见。