在飛機(jī)制造和裝配復(fù)雜深腔構(gòu)件時(shí)，易產(chǎn)生切屑、螺釘?shù)榷嘤辔铮瑢\(yùn)行安全構(gòu)成威脅。每年因多余物導(dǎo)致的飛機(jī)故障約占故障總數(shù)的1.5％左右，成為低層次質(zhì)量事故的重要原因。但由于深腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、狹窄、弱/無光、封閉、多障礙的特點(diǎn)，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人無法進(jìn)入，難以對多余物進(jìn)行檢測。因此，需要一種高自由度、高靈巧性的機(jī)器人系統(tǒng)，能夠檢測和拾取在深腔結(jié)構(gòu)中的物品。本項(xiàng)目旨在開發(fā)這樣的超冗余度機(jī)器人系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)深腔環(huán)境的檢測和多余物拾取。

本項(xiàng)目工作主要分為機(jī)械臂臂筒機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、末端抓取機(jī)構(gòu)與視覺傳感系統(tǒng)的集成、以及驅(qū)動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)開發(fā)三個(gè)部分，并進(jìn)行整合集成。項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)目標(biāo)包括：完成臂筒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化已有蛇形機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)性能；完成末端抓取裝置與視覺傳感器的集成化設(shè)計(jì)，使蛇形機(jī)械臂具備末端狀態(tài)傳感與抓取遺落物的能力；完成驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)的集成，使蛇形機(jī)械臂具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；進(jìn)行超冗余度機(jī)器人系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和深腔作業(yè)任務(wù)實(shí)現(xiàn)。

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了以下成果：蛇形機(jī)械臂臂筒機(jī)構(gòu)優(yōu)化能夠解決驅(qū)動(dòng)繩快速拆裝問題，并實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)，使得臂體具有更高的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、更好的可加工性和可維修性。蛇形機(jī)械臂末端裝置能夠進(jìn)行更為集成化、小型化、輕質(zhì)化的設(shè)計(jì)，提高蛇形機(jī)械臂的靈巧性、承載能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)如遺落物抓取、雙目測距等多項(xiàng)工作。模塊化架構(gòu)解決了安裝便捷性和經(jīng)濟(jì)性方面的不足，對力學(xué)信息、視覺信息進(jìn)行了集成化分析處理，提升多余物夾取的效率與成功率。