司癸卯，曾 强，乔 桐

（长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安 710064）

混凝土作为土木工程中广泛运用的材料，其在浇筑时必须振捣充填模板、钢筋与预埋件之间的间隙，同时排出裹挟在拌合物中的气泡从而达到密实成型效果［1-2］。目前，我国混凝土施工作业大多是由人工完成的，在实际振捣作业中，操作人员无法像机器一样稳定地对混凝土进行振捣作业，常使作业质量达不到要求。为了提高振捣混凝土构件质量，在很多规模大、质量要求高的施工作业中，往往会使用振捣机器人来进行振捣作业，以提高振捣效率和精度。

振捣机器人在进行振捣作业时，由于振捣棒及伸缩杆在作业过程中会根据实时作业情况不断地调整位置，将导致振捣机器人的重心产生变化。振捣机器人在重心变化时，往往会产生振动、倾斜、侧翻等不良情况，因重心变化而产生的振捣机器人位姿变化会极大地影响振捣质量，甚至会出现安全事故。因此，为了提高振捣质量，确保施工安全，对振捣机器人的重心进行实时控制是有必要的。控制振捣机器人重心的主要执行元件为液压机构，其响应时间相对较长，且控制精度较差［3］，同时考虑到振捣机器人在作业过程中的复杂工况，传统的PID控制策略难以达到良好的控制精度要求。现采用一种基于模糊PID 的控制方法，通过对液压缸的伸缩量进行控制来实现配重块的实时运动。

1 重心控制系统模型

1.1 振捣机器人的结构原理

振捣机器人的结构如图1 所示，其主要由振捣装置、配重装置、机械臂以及底盘组成。……