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机器人与天车协作方案以增强负载操作能力

AntonioRosales

VTTTechnicalResearchCentreofFinlandLtd,Oulu,Finland

AlaaAbderrahim

VTTTechnicalResearchCentreofFinlandLtd,Oulu,Finland

MarkkuSuomalainen

VTTTechnicalResearchCentreofFinlandLtd,Oulu,Finland

MikaelHaag

Konecranes,and

TapioHeikkilä

VTTTechnicalResearchCentreofFinlandLtd,Oulu,Finland

本Abstract

译本文提出了一种通过机器人与天车协作来增强载荷操作的方案。在当前的工业实践中，当需要将天车吊起的载

中荷准确地移动并定位到所需位置时，这项任务变得既繁琐又危险，因为操作员必须用手指导载荷的精细运动。

1在所提出的协作方案中，天车提升载荷而机器人的末端执行器将其引导至所需的位姿。机器人和天车之间的唯

v一连接是引导载荷过程中产生的交互力。考虑了两种顺应性传递函数来实现与载荷的无害且平滑接触。第一个

8

5用于集成到机器人中的基于位置的顺从控制。第二个通过处理交互力并利用顺应性传递函数生成天车的速度指

7

7令，使天车跟随载荷，从而为天车增加柔顺性。然后机器人的末端执行器和天车协同运动来引导载荷到达所需

0.的位置。提出了一种设计顺应性控制器的方法以实现流畅的机器人-天车协作。展示了验证该方案潜力的仿真和

8实验。

0

5

2Keywords合作机器人，顺应性和阻抗控制，工业机器人

:1.介绍中展示，仅通过分析电缆张力就能完成全自动化插

v

i入任务。然而，全自动解决方案缺少人为指导和监督

x桥式起重机在重型制造业中用于提升和搬运沉

r能力。

a重的负载。当负载需要定位到特定位置或调整到所需

姿态时，操作员手动引导负载通过推或拉来达到所需另一种自动化桥式起重机的方法是使用智能辅

的位姿。这种手动引导主要用一只手进行，而另一只助设备（IAD）Krügeretal.(2009)。IAD在工业应用

手则用来操作起重机的控制装置。手动辅助要求找到中广泛用于协助操作员移动和提升负载Colgateetal.

并/或培训熟练人员，这在紧凑的工业生产计划中可(2008)，这些设备将操作员的力量以及/或者负载位置

能并不总是受欢迎HoffmanAsada(2020)。此外，的变化转换为起重机命令。根据所使用的辅助起重机

手动引导可能会危及操作员的安全Bey-Temsamani的装置类型，可以将IAD分为两类。一类采用手柄或

etal.(2022)，并且如果引导不够精确，负载可能会杠杆，将作用在其上的力映射到起重机运动命令上。

受损HoffmanAsada(2021)。另一类使用机器人手臂来移动由起重机提升的负载。

提高桥式起重机的自动化水平是为了确保在不文献中介绍的大部分IAD都使用了把手/杠杆。

危及操作员和负载的情况下进行负载操作。通过将机