校企合作毕业设计

集装箱拆锁机双机器人运动控制设计与仿真研究

机械工程

资助企业: 上海振华重工(集团)股份有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 程向阳

指导教师: 李彦明

项目成员: 刘斯宇、郝欣康

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项目简介

项目概述

当前,港口自动化已成趋势,而集装箱拆锁是推进港口自动化的重要环节。本项目针对港口集装箱扭锁拆卸作业中人工劳动强度大、安全风险高,单机械臂方案柔性不足等问题,提出了一套双机械臂协同拆锁系统,以提升拆锁作业任务适应能力。本项目以两台装有二指柔性夹爪的六轴机械臂为核心执行机构,配合ZED 2i深度相机和上位机搭建系统平台,开发视觉感知位姿解算运动规划夹爪抓取协同拆锁的完整拆锁工作流程,实现对扭锁的识别定位、稳定夹持与双臂协同拆卸。


项目目标

项目总体目标是开发面向集装箱扭锁的双机械臂协同拆锁系统,实现扭锁识别定位、机械臂稳定夹持和双臂协同拆卸。

1)构建面向五种集装箱扭锁的视觉检测与定位方法,完成扭锁类别识别、空间位置求解和抓取位姿估计,为双机械臂运动控制提供目标输入。

2)开发面向扭锁拆卸任务的双机器人协同动作,建立闭链约束关系,完成夹持、旋转和拔出等拆锁动作规划。

3)搭建双机械臂拆锁系统,进行双机械臂拆锁实验验证。


项目成果

(1)项目能够对五种典型集装箱扭锁进行检测和抓取位姿解算;(2)项目基于ROS2与MoveIt2进行双机械臂运动规划与控制,开发了面向不同扭锁拆卸需求的双臂协同动作,完成直线移动、绕轴旋转及协同拔出等拆锁过程的规划;(3)项目基于MuJoCo完成了全流程仿真验证;(4)最终搭建了由深度相机、双机械臂、二指夹爪和扭锁模型组成的实验平台,在完成系统标定、软件节点联调之后,通过对一种扭锁进行双机械臂拆锁实验,验证了所提方案的整体可行性。


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