基于改進(jìn)趨近律滑?？刂频匿摻Y(jié)構(gòu)柔性探傷機(jī)器人軌跡跟蹤 ①

艾青林 王國(guó)棟 徐巧寧

(浙江工業(yè)大學(xué)特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)教育部/浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州 310023)

0 引 言

21世紀(jì)以來我國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，隨之而來的是各種基礎(chǔ)設(shè)施和高樓大廈拔地而起，其中包含許多復(fù)雜的大型鋼結(jié)構(gòu)建筑[1]。然而由于現(xiàn)今的鋼結(jié)構(gòu)建筑超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)，檢測(cè)維護(hù)不力，再加之這些建筑設(shè)計(jì)之初存在的結(jié)構(gòu)缺陷和施工質(zhì)量差等問題，最終事故頻發(fā)，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、及時(shí)進(jìn)行維修十分重要[2]。

目前鋼結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)中廣泛采用有線的數(shù)據(jù)采集方法，但是存在布線繁瑣，花費(fèi)大量人力成本的缺點(diǎn)；使用無線傳感網(wǎng)絡(luò)的建筑結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)技術(shù)需要解決系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間供電問題和信號(hào)傳輸可靠性問題。因此現(xiàn)期望使用一種具有自主運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、無線通訊功能的柔性機(jī)器人作為一個(gè)智能移動(dòng)檢測(cè)單元[3]，解決目前檢測(cè)中存在的檢測(cè)盲區(qū)和檢測(cè)不全面問題。

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部存在各種內(nèi)外拐角、加強(qiáng)筋、空間異面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，檢測(cè)機(jī)器人需要越過或避開各種障礙，因此本文采用柔性結(jié)構(gòu)機(jī)器人進(jìn)行越障控制。為了使柔性機(jī)器人順利避障，首先需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人軌跡跟蹤[4-5]。與普通移動(dòng)機(jī)器人類似，柔性結(jié)構(gòu)機(jī)器人仍屬于一種具有非完整約束的多輸入多輸出(multiple input multiple output，MIMO)非線性系統(tǒng)[6]。但是由于機(jī)器人前后車體通過鋼帶連接，帶來了柔性被動(dòng)約束，給機(jī)器人建模和控制帶來了很大的難度?！?br>