雙機械臂協(xié)同運動規(guī)劃方法研究
發(fā)布時間：2021-08-06 14:40
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步,機器人技術(shù)已經(jīng)滲透到了社會的各個領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的單臂機器人受制于環(huán)境,隨著人們對工業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)水平要求的不斷提高,人們迫切希望機器人可以如人一樣進行更為復(fù)雜精細(xì)的勞動。因此,亟需展開對雙臂機器人相關(guān)技術(shù)的研究。由于ROS（Robot Operation System）開源機器人操作系統(tǒng)相比于許多傳統(tǒng)的機器人開發(fā)系統(tǒng)具有更方便的通訊機制與更為友好的開發(fā)環(huán)境。所以,本論文主要基于ROS對雙機械臂系統(tǒng)實驗平臺進行搭建并對雙臂系統(tǒng)碰撞檢測以及運動規(guī)劃相關(guān)方法展開研究。首先,本文針對UR5機械臂運動學(xué)進行建模,采用數(shù)值法和分析法兩種方法,并進行性能對比分析。分析了UR5的奇異性。其次,基于ROS搭建雙機械臂系統(tǒng)仿真與實物平臺,并在Rviz中顯示。建立機械臂與上位機之間的聯(lián)系,選擇節(jié)點間通訊的消息類型,配置可實現(xiàn)機械臂運動規(guī)劃的ROS主程序庫Move It!,并基于Move It!進行運動規(guī)劃實驗。然后針對雙機械臂在運動過程中可能發(fā)生碰撞的問題進行碰撞檢測研究,針對層次包圍盒法中的AABB和OBB算法進行研究,考慮雙機械臂系統(tǒng)的特定空間結(jié)構(gòu),采用球體膠囊體包圍盒...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
美國RethinkRobotics公司Baxter日本ASIMO仿人雙臂機器人：
圖 1-2 日本 ASIMO 仿人機器人瑞士 YuMi 柔性雙臂機器人：2014 年 9 月，ABB 發(fā)布了世界首臺真正實現(xiàn)人機進行協(xié)作的雙臂機器人YuMi。此款雙臂機器人具有人性化視覺與觸覺功能的設(shè)計，能夠完美的實現(xiàn)人機協(xié)作工作[22]。YuMi 的雙臂靈巧，并以軟性材質(zhì)包裹，同時具備新型力傳感技術(shù)，具有更安全的操作環(huán)境。YuMi 還具有高靈敏度，雙臂極其靈活，臂展能夠達(dá)到 1.6 米，每個手臂有 7 個軸，可以舉起 0.45 千克以內(nèi)的小物件，適用于各種精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包裝、測試等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 編程語言，功能非常強大，實現(xiàn)了單個控制器對雙臂的協(xié)同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化開發(fā)的可能；調(diào)試環(huán)境RobotStudio 提供了強大的離線調(diào)試環(huán)境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供實時的抓取力和抓取位置反饋；可選配真空吸盤，和康耐視的 AE2 嵌入式智能攝像頭；
圖 1-2 日本 ASIMO 仿人機器人瑞士 YuMi 柔性雙臂機器人：2014 年 9 月，ABB 發(fā)布了世界首臺真正實現(xiàn)人機進行協(xié)作的雙臂機器人YuMi。此款雙臂機器人具有人性化視覺與觸覺功能的設(shè)計，能夠完美的實現(xiàn)人機協(xié)作工作[22]。YuMi 的雙臂靈巧，并以軟性材質(zhì)包裹，同時具備新型力傳感技術(shù)，具有更安全的操作環(huán)境。YuMi 還具有高靈敏度，雙臂極其靈活，臂展能夠達(dá)到 1.6 米，每個手臂有 7 個軸，可以舉起 0.45 千克以內(nèi)的小物件，適用于各種精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包裝、測試等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 編程語言，功能非常強大，實現(xiàn)了單個控制器對雙臂的協(xié)同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化開發(fā)的可能；調(diào)試環(huán)境RobotStudio 提供了強大的離線調(diào)試環(huán)境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供實時的抓取力和抓取位置反饋；可選配真空吸盤，和康耐視的 AE2 嵌入式智能攝像頭；
【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙臂空間機器人捕獲運動目標(biāo)的自主路徑規(guī)劃[J]. 徐文福,劉厚德,李成,張金濤,梁斌. 機器人. 2012(06)
[2]新松機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應(yīng)用[J]. 徐方,鄒風(fēng)山,鄭春暉. 機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2011(05)
[3]空間機械臂技術(shù)及發(fā)展建議[J]. 于登云,孫京,馬興瑞. 航天器工程. 2007(04)
[4]全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢[J]. 顧震宇. 機電一體化. 2006(02)
[5]服務(wù)機器人的發(fā)展[J]. 肖雄軍,蔡自興. 自動化博覽. 2004(06)
[6]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張效祖. 世界制造技術(shù)與裝備市場. 2004(05)
[7]輪式移動宜人機器人技術(shù)研究[J]. 趙鐵軍,趙明揚,吳鎮(zhèn)煒. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2004(02)
[8]基于合作的冗余度雙臂機器人的避碰研究(英文)[J]. 戰(zhàn)強,何延輝,陳明. Chinese Journal of Aeronautics. 2003(02)
[9]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 馬光,申桂英. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2002(03)
[10]雙臂機器人協(xié)調(diào)運動在線控制的算法實現(xiàn)[J]. 陳安軍. 西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(04)
博士論文
[1]面向救援任務(wù)的雙臂機器人協(xié)作運動規(guī)劃與控制方法研究[D]. 王美玲.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]智能移動機器人導(dǎo)航策略研究與實現(xiàn)[D]. 李燦.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[2]多機械臂系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究[D]. 丁楠.上海交通大學(xué) 2012
[3]智能服務(wù)機器人軟件系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳鈺鍵.東北大學(xué) 2011
本文編號：3325960
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
美國RethinkRobotics公司Baxter日本ASIMO仿人雙臂機器人：
圖 1-2 日本 ASIMO 仿人機器人瑞士 YuMi 柔性雙臂機器人：2014 年 9 月，ABB 發(fā)布了世界首臺真正實現(xiàn)人機進行協(xié)作的雙臂機器人YuMi。此款雙臂機器人具有人性化視覺與觸覺功能的設(shè)計，能夠完美的實現(xiàn)人機協(xié)作工作[22]。YuMi 的雙臂靈巧，并以軟性材質(zhì)包裹，同時具備新型力傳感技術(shù)，具有更安全的操作環(huán)境。YuMi 還具有高靈敏度，雙臂極其靈活，臂展能夠達(dá)到 1.6 米，每個手臂有 7 個軸，可以舉起 0.45 千克以內(nèi)的小物件，適用于各種精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包裝、測試等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 編程語言，功能非常強大，實現(xiàn)了單個控制器對雙臂的協(xié)同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化開發(fā)的可能；調(diào)試環(huán)境RobotStudio 提供了強大的離線調(diào)試環(huán)境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供實時的抓取力和抓取位置反饋；可選配真空吸盤，和康耐視的 AE2 嵌入式智能攝像頭；
圖 1-2 日本 ASIMO 仿人機器人瑞士 YuMi 柔性雙臂機器人：2014 年 9 月，ABB 發(fā)布了世界首臺真正實現(xiàn)人機進行協(xié)作的雙臂機器人YuMi。此款雙臂機器人具有人性化視覺與觸覺功能的設(shè)計，能夠完美的實現(xiàn)人機協(xié)作工作[22]。YuMi 的雙臂靈巧，并以軟性材質(zhì)包裹，同時具備新型力傳感技術(shù)，具有更安全的操作環(huán)境。YuMi 還具有高靈敏度，雙臂極其靈活，臂展能夠達(dá)到 1.6 米，每個手臂有 7 個軸，可以舉起 0.45 千克以內(nèi)的小物件，適用于各種精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包裝、測試等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 編程語言，功能非常強大，實現(xiàn)了單個控制器對雙臂的協(xié)同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化開發(fā)的可能；調(diào)試環(huán)境RobotStudio 提供了強大的離線調(diào)試環(huán)境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供實時的抓取力和抓取位置反饋；可選配真空吸盤，和康耐視的 AE2 嵌入式智能攝像頭；
【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙臂空間機器人捕獲運動目標(biāo)的自主路徑規(guī)劃[J]. 徐文福,劉厚德,李成,張金濤,梁斌. 機器人. 2012(06)
[2]新松機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應(yīng)用[J]. 徐方,鄒風(fēng)山,鄭春暉. 機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2011(05)
[3]空間機械臂技術(shù)及發(fā)展建議[J]. 于登云,孫京,馬興瑞. 航天器工程. 2007(04)
[4]全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢[J]. 顧震宇. 機電一體化. 2006(02)
[5]服務(wù)機器人的發(fā)展[J]. 肖雄軍,蔡自興. 自動化博覽. 2004(06)
[6]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張效祖. 世界制造技術(shù)與裝備市場. 2004(05)
[7]輪式移動宜人機器人技術(shù)研究[J]. 趙鐵軍,趙明揚,吳鎮(zhèn)煒. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2004(02)
[8]基于合作的冗余度雙臂機器人的避碰研究(英文)[J]. 戰(zhàn)強,何延輝,陳明. Chinese Journal of Aeronautics. 2003(02)
[9]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 馬光,申桂英. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2002(03)
[10]雙臂機器人協(xié)調(diào)運動在線控制的算法實現(xiàn)[J]. 陳安軍. 西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(04)
博士論文
[1]面向救援任務(wù)的雙臂機器人協(xié)作運動規(guī)劃與控制方法研究[D]. 王美玲.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]智能移動機器人導(dǎo)航策略研究與實現(xiàn)[D]. 李燦.浙江工業(yè)大學(xué) 2013
[2]多機械臂系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制研究[D]. 丁楠.上海交通大學(xué) 2012
[3]智能服務(wù)機器人軟件系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳鈺鍵.東北大學(xué) 2011
本文編號：3325960
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