1太陽(yáng)能電池自動(dòng)布貼機(jī)器人介紹

太陽(yáng)能電池自動(dòng)布貼機(jī)器人包括導(dǎo)向定位系統(tǒng)、自動(dòng)涂膠系統(tǒng)、自動(dòng)布貼系統(tǒng)、加壓裝置、控制系統(tǒng)，適用于35m20m范圍內(nèi)的太陽(yáng)能帆板自動(dòng)布貼，利用該機(jī)器人對(duì)太陽(yáng)能電池完成自動(dòng)布貼后，太陽(yáng)能帆板上每?jī)纱姵卮g的間距誤差不大于02mm，且每一片電池的位置尺寸誤差不大于05mm.機(jī)器人加壓系統(tǒng)具有對(duì)電池串進(jìn)行空氣加壓的功能，壓力精度為1N/cm2，通過(guò)空氣加壓保證電池片與帆板之間的粘貼可靠性與粘貼質(zhì)量。機(jī)器人完成太陽(yáng)能電池片自動(dòng)布貼的整個(gè)工作流程見(jiàn)1.

首先將由單個(gè)電池片焊在一起的一串電池（每串含電池片數(shù)量視具體要求而定）準(zhǔn)確安放在定位槽中，機(jī)器人末端執(zhí)行器由大量吸盤(pán)組成，在導(dǎo)向定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制下，將整個(gè)電池串吸起（每個(gè)吸盤(pán)對(duì)應(yīng)吸附一片電池），并通過(guò)線(xiàn)性導(dǎo)軌的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)滴膠機(jī)構(gòu)和布貼機(jī)構(gòu)在太陽(yáng)帆板上方的準(zhǔn)確定位，在空氣正壓力作用下，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)滴膠機(jī)構(gòu)對(duì)每片電池滴膠，滴膠完畢后，機(jī)器人將電池串自動(dòng)布貼到太陽(yáng)帆板上，同時(shí)機(jī)器人要自動(dòng)空氣加壓，保證太陽(yáng)電池帆板的布貼品質(zhì)。

由于太陽(yáng)帆板表面有許多不確定形狀和位置的引線(xiàn)突起，機(jī)器人在自動(dòng)布貼時(shí)，必須避開(kāi)這些無(wú)法確定的突起，事先規(guī)劃好布貼路徑，在最短時(shí)間內(nèi)完成布貼任務(wù)，同時(shí)因?yàn)闄C(jī)器人末端執(zhí)行器由幾十個(gè)甚至上百個(gè)大量吸盤(pán)組成，在執(zhí)行吸附抓取任務(wù)時(shí)，必須控制保持好每個(gè)吸盤(pán)的抓取力度一致，最大限度的保持電池串處于同一水平面，布貼時(shí)還要確保施壓力度一致，壓力過(guò)大會(huì)造成電池片甚至帆板的損壞，壓力過(guò)小則無(wú)法保證布貼品質(zhì)，其中一個(gè)環(huán)節(jié)控制不好，就會(huì)影響到整個(gè)太陽(yáng)電池板的加工質(zhì)量，造成上百萬(wàn)的損失。

整個(gè)機(jī)器人包括9個(gè)關(guān)節(jié)，6個(gè)自由度，包括5個(gè)移動(dòng)自由度和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，是一種典型的空間開(kāi)環(huán)多體系統(tǒng)。由于太陽(yáng)帆板的外形結(jié)構(gòu)尺寸非常大，也造成了機(jī)器人的外形結(jié)構(gòu)尺寸較大，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確的導(dǎo)向定位控制，保證太陽(yáng)電池(新能源電池的研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用)串在定位過(guò)程中的水平精度要求，確保機(jī)器人的滴膠質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池片大面積范圍內(nèi)的精確布貼。同時(shí)，還要保證機(jī)器人吸盤(pán)對(duì)太陽(yáng)能電池片真空吸附抓取的可靠性以及吸盤(pán)加壓布貼的穩(wěn)定性要求，必須對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)規(guī)律有較準(zhǔn)確的描述，把握該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步對(duì)該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和軌跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行深入研究。本文對(duì)太陽(yáng)能電池片自動(dòng)布貼機(jī)器人的兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)向定位系統(tǒng)和布貼系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和動(dòng)力學(xué)逆解的分析，得出了系統(tǒng)的主要運(yùn)動(dòng)特性，確定了末端執(zhí)行器（吸盤(pán)）在兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的位姿及各廣義關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力，并對(duì)布貼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)仿真分析，證明了所推導(dǎo)出的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

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充電溫度：0~45℃
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2自動(dòng)布貼機(jī)器人導(dǎo)向定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析

本文利用笛卡兒坐標(biāo)系描述工作任務(wù)，首先必須確定各關(guān)節(jié)在任一時(shí)刻的位置和姿態(tài)?？紤]到定位精度要求，機(jī)器人導(dǎo)向定位系統(tǒng)采用四自由度直角坐標(biāo)機(jī)器人，其底部是長(zhǎng)4m行程35m的由同步帶傳動(dòng)的機(jī)器人滑移導(dǎo)軌，其上另一平移關(guān)節(jié)的行程為2m，整個(gè)系統(tǒng)可以看作是由多個(gè)連桿構(gòu)成的開(kāi)環(huán)鏈，有4個(gè)移動(dòng)自由度。

如在機(jī)座處建立一個(gè)基坐標(biāo)系{O}，采用第二種A矩陣，將桿件坐標(biāo)系固結(jié)在每個(gè)桿件的下關(guān)節(jié)處，引入一組拉格朗日坐標(biāo)（1，2，3，4），以方便地描述各連桿機(jī)構(gòu)在廣義坐標(biāo)系中的相對(duì)位置。利用歐拉變換確定末端執(zhí)行器（吸盤(pán)基體）在導(dǎo)向定位運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，進(jìn)一步得到導(dǎo)向定位系統(tǒng)的雅可比矩陣。

太陽(yáng)能電池自動(dòng)布貼機(jī)器人存在完整運(yùn)動(dòng)約束，因此可直接利用拉格朗日方程進(jìn)行逆動(dòng)力學(xué)分析：ddtLi-Li=Fi（i=1，2，3，4）。（1）式中：L為拉格朗日函數(shù)；Fi為第i個(gè)關(guān)節(jié)上的廣義驅(qū)動(dòng)力。

設(shè)m1、m2、m3、m4、m5分別是滑軌1、滑軌2、滑軌3、滑軌4及末端執(zhí)行器的質(zhì)量。則系統(tǒng)總動(dòng)能。假設(shè)m2、m3、m4、m5的質(zhì)心高度坐標(biāo)分別為h2、h3、h4、h5，則系統(tǒng)勢(shì)能分別利用方程所表示的拉格朗日函數(shù)對(duì)各廣義坐標(biāo)的位移分量和速度分量求偏導(dǎo)，再根據(jù)拉格朗日方程即可計(jì)算得到應(yīng)施加在每個(gè)關(guān)節(jié)上的廣義驅(qū)動(dòng)力。

無(wú)人船智能鋰電池

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3自動(dòng)布貼機(jī)器人布貼系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析

布貼系統(tǒng)是一個(gè)包括2個(gè)移動(dòng)幅和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)幅的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，建立如3所示的絕對(duì)坐標(biāo)系{O}和兩個(gè)桿件坐標(biāo)系{O1}和{O2}，在系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿件坐標(biāo)系{O1}與桿1固結(jié)，{O2}與桿2即末端執(zhí)行器固結(jié)，末端執(zhí)行器沿絕對(duì)坐標(biāo)系的z0方向平動(dòng)，同時(shí)繞桿件坐標(biāo)系{O1}的z1軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由于對(duì)稱(chēng)性，只要分析1個(gè)移動(dòng)幅和1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)幅就可得到末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。引入兩個(gè)拉格朗日坐標(biāo)d和。該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程得到末端執(zhí)行器的雅可比矩陣J（q）=-sin0-cos000001.

因?yàn)槭侨s束運(yùn)動(dòng)，同樣可利用拉格朗日方程進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析，設(shè)桿1和桿2的質(zhì)量分別為m1和m2，表示布貼系統(tǒng)總能量的拉格朗日函數(shù)式中：I2為末端執(zhí)行器在桿件坐標(biāo)系下的慣性張量，設(shè)末端執(zhí)行器（翻轉(zhuǎn)定位槽）的長(zhǎng)寬高尺寸分別為a，b，c，在桿件坐標(biāo)系下計(jì)算得到的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為此時(shí)，系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)L可整理利用方程所表示的拉格朗日函數(shù)分別對(duì)廣義坐標(biāo)的位移分量和速度分量求偏導(dǎo)，再根據(jù)拉格朗日方程計(jì)算得到應(yīng)施加在每個(gè)關(guān)節(jié)上的廣義驅(qū)動(dòng)力。

4布貼系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析

對(duì)自動(dòng)布貼機(jī)器人的布貼系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。仿真前首先假設(shè)機(jī)構(gòu)桿件都是均質(zhì)規(guī)則剛體，移動(dòng)關(guān)節(jié)具有恒定阻尼系數(shù)C=400Ns/m，根據(jù)設(shè)計(jì)和實(shí)際情況選定m1=255kg，m2=1895kg.首先進(jìn)行運(yùn)學(xué)分析，在桿1上沿Z0方向施加力F=200N，固定于桿2繞X2方向施加轉(zhuǎn)矩M=20Nm，進(jìn)行時(shí)間2s，200步的仿真分析，仿真得到桿2運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線(xiàn)如4.

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，給定桿1沿Z0方向的線(xiàn)速度v=08m/s，桿2繞X2方向角速度=62rad/s，進(jìn)行1s、100步的仿真，測(cè)得兩關(guān)節(jié)在垂直方向即絕對(duì)坐標(biāo)系z(mì)0的廣義驅(qū)動(dòng)力見(jiàn)5、6.

5結(jié)論

對(duì)太陽(yáng)能電池片自動(dòng)布貼機(jī)器人主要機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，利用歐拉變換法和拉格朗日動(dòng)力學(xué)方法，對(duì)機(jī)器人的兩個(gè)主要運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)：導(dǎo)向定位系統(tǒng)和布貼系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)建模，得到了機(jī)器人準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)特性描述，為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確定位控制，保證太陽(yáng)能電池片的布貼質(zhì)量，進(jìn)一步研究該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和軌跡規(guī)劃問(wèn)題作出了鋪墊。