發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 14:00

  本文關(guān)鍵詞：免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工業(yè)機(jī)器人朝輕型化發(fā)展,人機(jī)協(xié)作能力不斷提高,對(duì)機(jī)器人的示教技術(shù)也提出了新的要求。直接示教(Direct Teaching)技術(shù)與傳統(tǒng)的示教盒示教技術(shù)相比具有效率高、操作友好簡(jiǎn)單、對(duì)操作者要求低等優(yōu)點(diǎn),因此成為了示教技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向。免力矩傳感器的直接示教技術(shù)因可以省去昂貴的力矩傳感器而具有明顯優(yōu)勢(shì),但同時(shí)相比帶力矩傳感器的直接示教需要解決很多技術(shù)問(wèn)題。所以本文著重研究免力矩傳感器的直接示教技術(shù),采用基于力矩補(bǔ)償?shù)姆桨?尤其是動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的免力矩傳感器直接示教。本文基于對(duì)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程中各項(xiàng)的分析,根據(jù)不同機(jī)器人自身的特點(diǎn),提出了兩種力矩補(bǔ)償方案:其一,對(duì)自重輕、慣量小的機(jī)器人采用基于部分動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償?shù)姆桨?即補(bǔ)償示教過(guò)程中的重力矩及摩擦力矩。對(duì)符合此特點(diǎn)的并聯(lián)機(jī)器人,采用基于名義模型的方法,用機(jī)器人已有動(dòng)力學(xué)方程和測(cè)量參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型的名義模型并得到重力項(xiàng),對(duì)機(jī)器人作直接力矩控制實(shí)時(shí)補(bǔ)償重力矩實(shí)現(xiàn)直接示教。將該方案首先用在并聯(lián)Delta機(jī)器人的直接示教上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案可獲得較好的補(bǔ)償效果,操作者拖動(dòng)機(jī)械臂在整個(gè)工作空間大范圍移動(dòng)示教時(shí)只需5~10N的力,最大力不超過(guò)20N。對(duì)同樣符合此特點(diǎn)的串聯(lián)SCARA機(jī)器人,采用基于模型辨識(shí)的方法,討論了重力項(xiàng)與摩擦力項(xiàng)的模型并設(shè)計(jì)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了辨識(shí),通過(guò)重力與摩擦力補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)了對(duì)SCARA機(jī)器人的直接示教�？紤]串聯(lián)6R輕型機(jī)器人帶負(fù)載情況下的直接示教需求,提出了機(jī)器人質(zhì)量參數(shù)自辨識(shí)方案來(lái)辨識(shí)機(jī)器人重力項(xiàng),設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)1、2、3關(guān)節(jié)的辨識(shí)效果較好,4、5、6關(guān)節(jié)辨識(shí)效果稍差,初步驗(yàn)證了方案原理正確性和可行性。其二,對(duì)自重較大的串聯(lián)6R機(jī)器人,采用基于完整動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償?shù)姆桨?對(duì)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了研究,通過(guò)建立動(dòng)力學(xué)模型、推導(dǎo)線性形式方程、優(yōu)化辨識(shí)實(shí)驗(yàn)所用的激勵(lì)軌跡、辨識(shí)、驗(yàn)證等步驟,得到了機(jī)器人較準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)模型,然后在搭建的開放式6R機(jī)器人平臺(tái)上基于完整動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)了直接示教,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案具有很好的補(bǔ)償效果以及用戶體驗(yàn)。最后,完善了直接示教系統(tǒng)軟件部分的初步功能。
【關(guān)鍵詞】：直接示教 免力矩傳感器 動(dòng)力學(xué)辨識(shí) 力矩補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 基于阻抗控制的免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教10
• 1.2.2 基于forcefree control的免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教10-12
• 1.2.3 基于力矩平衡的免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教12-13
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 本文的章節(jié)安排14-16
• 第2章 基于名義模型的免力矩傳感器機(jī)器人直接示教16-24
• 2.1 DELTA機(jī)器人模型16-18
• 2.1.1 Delta機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型16-17
• 2.1.2 Delta機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型17-18
• 2.2 基于名義模型的直接示教18-23
• 2.2.1 Delta機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)幾種典型的控制方式19-20
• 2.2.2 Delta機(jī)器人直接示教實(shí)驗(yàn)20-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基于模型辨識(shí)的免力矩傳感器機(jī)器人直接示教24-42
• 3.1 模型辨識(shí)的基本原理24-25
• 3.1.1 機(jī)器人模型辨識(shí)簡(jiǎn)介24-25
• 3.1.2 機(jī)器人模型辨識(shí)方法及辨識(shí)算法25
• 3.2 重力項(xiàng)及摩擦力項(xiàng)模型及辨識(shí)25-26
• 3.2.1 重力項(xiàng)模型及辨識(shí)25-26
• 3.2.2 摩擦力項(xiàng)模型及辨識(shí)26
• 3.3 在串聯(lián)SCARA平臺(tái)上辨識(shí)實(shí)驗(yàn)及直接示教實(shí)驗(yàn)26-31
• 3.3.1 辨識(shí)實(shí)驗(yàn)26-30
• 3.3.2 直接示教實(shí)驗(yàn)30-31
• 3.4 機(jī)器人質(zhì)量參數(shù)自辨識(shí)方案及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證31-40
• 3.4.1 機(jī)器人質(zhì)量參數(shù)自辨識(shí)概述31-32
• 3.4.2 機(jī)器人質(zhì)量參數(shù)自辨識(shí)方案32-36
• 3.4.3 在串聯(lián)六自由度機(jī)器人UR5上的自辨識(shí)實(shí)驗(yàn)36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)辨識(shí)42-57
• 4.1 動(dòng)力學(xué)辨識(shí)的基本原理42-45
• 4.1.1 動(dòng)力學(xué)建模與辨識(shí)簡(jiǎn)述42-43
• 4.1.2 開放式串聯(lián)六自由度機(jī)器人平臺(tái)43-45
• 4.2 動(dòng)力學(xué)建模與辨識(shí)45-48
• 4.2.1 動(dòng)力學(xué)方程45
• 4.2.2 辨識(shí)模型的參數(shù)45-47
• 4.2.3 激勵(lì)軌跡設(shè)計(jì)與優(yōu)化47-48
• 4.3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析48-56
• 4.3.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)48-54
• 4.3.2 動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)結(jié)果驗(yàn)證54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 基于完整動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償?shù)拿饬貍鞲衅鳈C(jī)器人直接示教57-64
• 5.1 直接示教系統(tǒng)軟件開發(fā)57-60
• 5.1.1 直接示教系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境57-58
• 5.1.2 直接示教系統(tǒng)軟件架構(gòu)及流程圖設(shè)計(jì)58-60
• 5.2 基于完整動(dòng)力學(xué)力矩補(bǔ)償?shù)闹苯邮窘虒?shí)驗(yàn)60-63
• 5.2.1 點(diǎn)位模式下的直接示教及示教再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.2.2 連續(xù)軌跡模式下的直接示教及示教再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)61-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 附錄70-78
• 致謝78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 黎意楓;免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：383831