岳建章，杨冬，王刚，樊旭，李铁军

(河北工业大学机械工程学院，天津300130)

0 前言

进入21世纪以来，我国城市化进程不断加快，越来越多的高层建筑拔地而起。建筑幕墙作为建筑物的主导性外围装饰品，越来越受到人们青睐，大量室外高空幕墙的安装工程为我国建筑装饰业带来新的发展契机。由于我国建筑业的整体机械化水平低，目前我国高空幕墙的安装大多依赖人工，不仅劳动强度大，而且危险性极高，极易出现高空坠落伤亡等各类安全事故［1-3］。针对上述问题，开展了高空幕墙安装的智能化施工装备的相关技术研究，旨在研发出适用于高层建筑幕墙安装的自动化施工设备。

本文作者简要介绍了该幕墙安装机器人的结构以及适应高空幕墙安装所采用的高空作业平台结构，重点进行了运动学分析，建立了运动学方程，求出了运动学正解和逆解，并进一步分析了机器人的工作空间，为幕墙安装机器人系统的控制提供了基础。

1 幕墙安装机器人系统简介

机器人系统是幕墙安装系统的重要组成部分，主要完成玻璃幕墙板材的抓取、搬运、位姿调整、以及安装等任务。由于工艺的需求，该机器人具有6个自由度，每个关节都由伺服电机加RV减速器驱动。

机器人的机械结构示意图如图1所示。

图1 幕墙安装机器人结构简图

机器人末端示意图如图2。

图2 机器人末端及传感器安装示意图

在幕墙安装机器人系统的基础上，为了适应高层建筑幕墙的安装需要，将幕墙安装机器人系统加入高空作业平台，平台的结构如图3所示。……