精准拆解能有效降低核应急救援作业中对涉核装置的二次伤害,但目前尚无满足需求的机器人拆解装备,开展涉核拆解机器人研究具有重要意义。本文在国家重点研发计划项目支持下,针对核事故应急救援中常见的箱体、管道和球体装置,基于表面重构和轨迹规划开展拆解目标环境匹配与拆解作业技术研究,主要研究成果如下:在拆解作业系统设计中,根据精确拆解作业的需求,进行五自由度混联机械臂选型,设计械臂旋转关节并对旋转支架进行刚度分析与校核,构成了串-并-串的六自由度高刚度拆解作业臂;完成拆解检测传感器选型及耐辐照防护设计,基于钼镜片光路反向提出了激光测距仪包裹式防护方案,解决了传感器辐照防护问题。在基于重构技术的拆解目标匹配中,提出一种拆解目标特征提取方法,采用邻域判定策略提取拆解目标工件点云数据,使用NURBS曲面重构算法获得拆解目标重构模型;通过投影法提取拆解轨迹曲线,并基于等弧长法提取拆解轨迹上的点云位置信息;采用邻域平面矢量提取拆解轨迹点云特征矢量信息,实现了拆解位置的点云位置及姿态信息提取,完成了目标与环境的匹配。在拆解作业轨迹规划中,开展机械臂逆运动学、正运动学及速度分析;根据拆解作业需求,提出基于刀轴矢量圆弧插补的快速拆解方法和基于刀轴矢量NURBS曲线插补的精确拆解方法;建立机械臂刀轴的位置及矢量与时间的关系,完成了拆解轨迹规划并生成了工件拆解作业执行文件。在实验与分析中,开展激光测距仪传感器标定实验、拆解目标匹配实验以及拆解作业验证,完成了对典型工件的拆解作业,实现了20mm厚不锈钢板的方孔自动拆解,验证了拆解作业系统方案。上述拆解作业系统的成果已部分应用于拆解作业机器人系统的设计与开发中,为拆解机器人系统的设计与集成提供了技术支撑。