设计,分析和原型的多功能数字双启用航空航天钻井终端效应器,可由一个协作机器人部署
Mahdi Kazemiesfahani1,2, Erfan Dilfanian1,3, Bruno Monsarrat1
1Aerospace Manufacturing Technologies Centre, National Research Council Canada, Montreal, QC H3T 1J4, Canada.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 31, 2025
概括
本研究介绍了高级协作多功能终端效应器 (ACME),这是一个轻量级的机器人钻井工具,用于协作机器人. ACME提高了航空航天钻井的精度和灵活性,使先进的机器人能力更容易获得.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 航空航天工程 航空航天工程
- 制造业 制造技术 制造技术
背景情况:
- 航空航天钻探需要高精度,紧固力和角度补偿.
- 目前的机器人解决方案昂贵,庞大,不适合于协作设置.
研究的目的:
- 为航空航天钻井的协作机器人 (cobots) 开发一种轻量级的多功能终端效应器.
- 提高机器人钻井应用中的灵活性,安全性和操作人员可访问性.
主要方法:
- 开发了先进的协作多功能终端效应器 (ACME),具有真空辅助紧和5-DoF定位系统.
- 模拟和实验验证的系统动力学和动力学使用频率响应函数 (FRF) 测试.
- 将ACME集成到一个网络物理系统 (CPS) 中,具有交互式数字双胞胎,以实现直观操作.
主要成果:
- 实现了0.19mm的平均位置误差和0.29°的正常偏差,符合航空航天标准.
- 证明了ACME在双曲面上准确定位和角度补偿的能力.
- 验证了CPS和数字双胞胎的有效性,以简化操作和监督.
结论:
- ACME成功地扩展了用于航空航天级钻井的协作机器人能力.
- 与传统的机器人解决方案相比,开发的系统提供了更好的灵活性,安全性和操作人员可访问性.
- 在使复杂的机器人钻井可用于协作制造环境方面,ACME代表了重大进展.


