超小轉(zhuǎn)彎半徑組合式集裝箱自動搬運機器人關鍵技術與應用
2024年06月27日15:29
項目簡介
該項目圍繞現(xiàn)代物流中集裝箱搬運設備存在體積大、數(shù)字化程度低、能耗高、在空間狹小的室內(nèi)場地使用難度大、排放高等技術瓶頸進行聯(lián)合攻關，以智能化、自動化、輕量化需求為目標，在國內(nèi)首次提出了針對集裝箱或其他大型目標物的兩臺基于視覺反饋的輕量化全向搬運機器人結(jié)構(gòu)方案及協(xié)同運動控制技術，實現(xiàn)在狹小空間內(nèi)針對集裝箱或其他大型目標物的兩臺全向搬運機器人協(xié)同工作且實現(xiàn)全向移動能力。在相同滿載能力下，其轉(zhuǎn)彎半徑是傳統(tǒng)設備的25%-66%，其自重是傳統(tǒng)設備自重的11.9%-25.3%，主要取得了以下科研成果創(chuàng)新。
1、首創(chuàng)了協(xié)同式輕量化萬向搬運機器人技術，建立了搬運機器人承重力學分析及影響關聯(lián)性模型，首次提出了基于尺寸信息傳遞的搬運機器人輕量化設計方法，研發(fā)設計了小型化輕量化的雙機器人協(xié)作搬運結(jié)構(gòu)和基于四舵輪驅(qū)動的搬運機器人萬向移動機構(gòu)，重構(gòu)了液壓抬升及轉(zhuǎn)鎖結(jié)構(gòu)。
2、首創(chuàng)了多傳感器融合的目標檢測及定位技術。創(chuàng)新設計了雙彩色相機及深度相機協(xié)同的搬運機器人視覺系統(tǒng)，提出了目標框粗定位+關鍵點精細定位的角節(jié)點定位機制，建立了結(jié)合目標檢測和關鍵點回歸的高效高精度定位卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，首次提出了基于雙線性插值的三維圖像配準深度融合算法。
3、發(fā)明了高精度雙叉車協(xié)同控制技術。重建了協(xié)同式智能搬運機器人的控制系統(tǒng)架構(gòu)，提出了搬運機器人單車、雙車的運動軌跡控制策略，設計了基于無線擴頻通信連接的復合舵輪系統(tǒng)，提出了基于視覺反饋的搬運機器人的避障和軌跡控制，建立了基于多電機協(xié)同控制算法的偏差優(yōu)化機制，實現(xiàn)了不同軌跡下的高精度控制。
該項目已獲授權發(fā)明專利9項、實用新型專利17項、軟件著作6項，并發(fā)表SCI期刊論文8篇，填補了國內(nèi)基于視覺反饋的輕小型智能化全向搬運機器人兩臺協(xié)同工作的技術空白，技術處于國際先進水平。該項目研究成果已在瑞立集團等多家大型企業(yè)中推廣應用，得到客戶高度認可和好評。近3年該項目累計直接經(jīng)濟效益：新增銷售收入26396.3萬元，實現(xiàn)利潤1666.4萬元，繳納稅費1003.9萬元。間接經(jīng)濟效益：應用單位新增銷售收入58140萬元，新增利稅67420萬元。該項目成果對突破國外類似移動機器人協(xié)同工作的技術壁壘、確保重大技術的自主可控做出重大貢獻，對我國物流裝備行業(yè)技術提升有重大意義，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
獲獎等級：三等獎
完成單位：浙江華叉智能裝備有限公司、杭州電子科技大學、中國計量大學
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