一种古建筑木立柱CT扫描攀爬机器人

编号 zgly0001649446

文献类型 期刊论文

文献题名 一种古建筑木立柱CT扫描攀爬机器人

作者 刘存根  周玉成  刘晓平  葛浙东  罗瑞 

作者单位 山东建筑大学信息与电气工程学院 

母体文献 林业科学 

年卷期 2018年11期

年份 2018 

分类号 TP242 

关键词 攀爬机器人  CT扫描  古建筑  木立柱 

文摘内容 【目的】研制一种CT扫描攀爬机器人,以实现对古建筑木立柱的CT扫描。【方法】首先,提出CT扫描攀爬机器人的环抱式+旋转机构结构,介绍机器人沿木立柱攀爬的过程,完成机器人控制系统结构设计;然后,采用耦合PD控制算法进行机器人水平伸缩关节力控制研究,采用耦合分段PID同步控制算法进行机器人垂直伸缩关节同步控制研究,实现旋转关节的速度控制;最后,依托所研制的CT扫描攀爬机器人,进行功能测试和控制效果分析。【结果】CT扫描攀爬机器人沿木立柱上下攀爬过程中,水平伸缩关节由初始位置到接触状态的接触检测力为50 N;夹持力设定值为5 000 N时,实际夹持力控制精度可达96.2%,机器人负载能力大于60 kg。垂直伸缩关节位移同步平均误差小于0.5 mm。角速度设定值为3（°）·s-1时,旋转关节角速度最大稳态误差为0.116（°）·s-1,平均误差为0.003（°）·s-1,均满足CT扫描成像要求。【结论】所研制的CT扫描攀爬机器人可沿古建筑木立柱向上或向下攀爬,并通过旋转体携带CT扫描仪对木立柱进行360°CT扫描,进而完成断层图像重建,可准确评价木立柱的内部特征及健康、安全状况。