答辩博士：李龙
指导教师：吴洪涛 教授
论文题目：高温作业环境下浇注机器人关键技术研究
答辩委员会：
主席：王兴松 教授/博导 东南大学
委员：王禹林 教授/博导 南京理工大学
谭业发 教授/博导 陆军工程大学
游有鹏 教授/博导 南京航空航天大学
陈 柏 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：陆俊华 副教授 南京航空航天大学
答辩时间：2020年6月12日14:00
地 点：南航明故宫校区17#401
论文设计了一种悬吊式混联浇注机器人，用以实现多批次小批量的连续自动浇注作业。针对浇注作业的需求，设计了一种新型4-UPU并联机构用于主体浇注机构。根据实现自动浇注作业时面临的问题，重点对设计的主体浇注机构的运动特性、运动学和动力学、路径规划、全周期倾倒模型、浇包姿态稳定性、全误差补偿模型等方面展开研究。
主要研究成果与创新点：
(1) 针对浇注作业环境和多批次小批量作业实际需求，提出叉车式和桁架式两种可移动式浇注机器人，并根据各自的作业特点设计2UPR-2UPU和4-UPU并联机构作为主体浇注机构，比较了它们的优缺点，选择桁架式作为研究对象；
(2) 对主体浇注机构进行运动学分析，提出结合少自由度并联机构结构特点的几何投影法，将运动分解至若干相互关联的投影平面，根据平面几何关系获得并联机构的运动学正解；
(3) 基于最小距离避障原则，提出一种遗传-粒子群融合算法，通过设置姿态观测器的方式，实现浇包到达指定工位避障避奇异的最小运动路径规划。；
(4) 基于伯努利方程、体积微分和浇包尺寸提出浇注流量控制的全倾倒周期浇液流动的瞬时分段模型，实现对流量的实时控制，避免传统传感元件在恶劣工作环境下使用寿命短，甚至失效的情况;
(5) 对主体浇注机构进行全误差分析，确定几何误差和热变形误差为其主要误差来源，详尽的考察了各个部件的结构误差和安装误差，通过主成分分析法和提出的热变形误差贡献度评价方法，得到热变形误差与温度的低共线性补偿模型。
