1. 研究目的与意义（文献综述）

我国自动化集装箱码头建设起步较晚，但是随着我国“一带一路”建设的大力推进，港口作为“一带一路”战略版图上的重要环节，自动化集装箱码头必将是未来港口重点的发展方向。集装箱装卸自动化是提高港口运输效率的重要一环，目前已经实现激光扫描，岸桥自动抓取集装箱，agv小车自动运输集装箱，但集装箱拆卸、安装转锁环节仍由人工装卸。这不仅降低了集装箱运输的效率，还加大了工人的劳动程度和危险性，所以集装箱的绑扎过程已经成为集装箱装卸效率的一个重要瓶颈。

丁建军、陈定方^[1]等人在大量调研的基础上，结合港口作业实际，采用工业机械手技术，构想出一种优化可行的集装箱转锁的装卸方案，并且初步实现机械手各机构以及运行、驱动与控制系统的设计，以取得集装箱转锁的装卸和开闭等辅助作业自动化的探索性研究成果。科远股份^[2]开发出了由4 个六关节机械手、2套机械手行走单元、可兼容多种锁头工装、免维护自动循环输送线、自动下锁机构、集装箱自动定位系统等组成的“全自动集装箱卸装锁系统”，真正实现集装箱装拆锁的全自动运行。

目前实现集装箱转锁自动化拆装，即把转锁从集装箱下角件孔取出这一过程，都是在岸边中转平台的机械手完成的。但是在集装箱船上对转锁的解锁这一领域的研究依是空白的，机械手仅能完成绑扎件装卸任务的一半。本次研究的就是针对于在集装箱船上完成集装箱转锁的拆装，为集装箱拆装转锁自动化提供新的思路，对集装箱装卸自动化生产线具有极大的社会意义和经济意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容及目标

本文的主要目标就是要在已有资料的基础上，结合港口作业实际，采用工业机械手技术，通过比较解析法、数值迭代法、几何法、提出一种根据“最短时间”为标准进行优化的的集装箱转锁的装卸方案，并且初步实现机械手各机构以及运行、驱动与控制系统的设计，以取得集装箱转锁的装卸和开闭等辅助作业自动化的探索性研究成果。本文以集装箱绑扎件机械手为研究载体，根据机械手的使用环境和需求，主要研究内容如下：充分了解分体式、整体式、半自动式和全自动式等常见集装箱转锁的作业原理后，通过运用几何法、代数法或迭代法等方法对的六自由度机械手进行运动学分析求解，得到机械手的运动学反解，再对六自由度机械手选取多项式插值法和b样条插值法等算法和机器人轨迹规划的相关理论完成轨迹规划，并对结果进行对比分析。最后完成对上述研究的仿真分析以及实际的控制。

2.2拟采用的技术方案及措施

（1）根据已有资料和预期达到的目标，针对其应用场景和所需实现的功能，分析机械手的机械结构组成。

3. 研究计划与安排

3月21日- 4月3日 学习轨迹规划算法、仿真软件等。

4月5日- 5月14日 完成编程、仿真等主要任务。

5月15日- 5月25日 完成论文初稿，25号前完成中期检查

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 丁建军,陈定方,周国柱, 等.集装箱转锁装卸机械手控制系统的设计[j].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2004,28(1):33-35. doi:10.3963/j.issn.2095-3844.2004.01.010.

[2]蔡天威.生产线六关节机械手轨迹规划及其算法研究[d].广东工业大学,2017.

[3]苗建伟.一种六自由度机械手的智能轨迹规划[d].西南交通大学,2014.