三菱重工开发机器人手臂，用于去除核燃料碎片

核电站自建成以来，内部条件发生了显著变化。由于缺乏有关当前情况的信息，很难制定机械臂的规格。由于设计限制在一开始并不明确，MHI团队需要运行大量的仿真和硬件在环(HIL)测试来完善和验证控制设计。

机器人的尺寸和手臂的液压驱动系统在三菱重工都是史无前例的。施工现场的挖掘机臂有四个轴(一个旋转和三个弯曲)，而机械臂有六个轴(三个旋转和三个弯曲)，以使刀尖的定位在其目标10毫米内。机器人的超大尺寸和液压配置，加上在此类设备上测试验证不足的控制算法所带来的风险，强调了对控制设计进行广泛建模和仿真的必要性。

MHI工程师用Matlab使用基于模型的设计^®并模拟开金宝app发和验证机器人ARM的控制软件。

在根据需求规范创建设计大纲后，MHI团队对旋转轴和弯曲轴进行了硬件测试，测量非线性、响应性和摩擦阻力的影响等因素。为了使这些测量自动化，该团队使用MATLAB、Simulink和实时Linux开发了一个测试控制系统金宝app^®平台。

在Simulink中工金宝app作，该团队建立了一个单轴型号 - 包括液压缸和伺服阀，基于硬件测试期间收集的测量数据。

利用Simu金宝applink和Control System Toolbox™，该团队开发了一个二自由度PID控制模型。该模型结合了液压控制技术，如压差反馈，以及机器人控制技术，如重力补偿。

它们在Simulink中进行了模拟以调谐控制器增益，确定保持金宝app位置所需的扭矩，并检查重力补偿算法的实现。

在这些模拟之后，团队在凉亭构建了一个完整的机器人模型，并进行了HIL测试。使用ROS连接凉亭机器人模型和Simulink控制器模金宝app型。接下来，它们对机器人进行了全功能测试，以验证其可移动范围，定位精度和挖掘能力，使用MATLAB分析测试结果。

该项目按计划将启动福岛的燃料提取工作。MHI计划在未来的液压机械手上重复使用这项工作的模型和仿真，这些液压机械手既需要高精度定位，又需要承载重物的能力。

• 开发时间减半。Murata说:“为了满足国家路线图规定的燃料提取的最后期限，控制开发时间表被设定为6个月，我们最初认为这个时间框架太短了。”实际上，基于模型的设计将开发时间缩短到了3个月。”
• 超出定位精度要求。“我们的系统必须以高精度执行;要求将工具尖端定位在10毫米内，负载为500千克，“穆拉塔说。“我们在Simulink中执行的模拟和测试使我们能够超过这一目标并实现5毫米的准确性。金宝app”
• 建立的内敛协作共享平台。“在该项目期间，我们在大阪大学的研究小组咨询并获得了宝贵的建议，”穆拉塔说。“使用Simu金宝applink作为我们的讨论中的常识设计，使我们所有人都能够快速形成对算法和设计的共同理解。”