本文關(guān)鍵詞：移動機械臂人機交互系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 移動機器人 機械臂 運動學(xué)模型 人機交互

【摘要】：隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展,面向各行業(yè)的機器人不斷涌現(xiàn)。現(xiàn)實生活中,要想移動機器人完成各種作業(yè)任務(wù),完成類似于人的工作,靈活的作業(yè)臂是必不可少的。移動機械臂平臺使機械臂具有了更高的運動冗余性和更為廣闊的工作空間,通過機械臂的協(xié)調(diào)作業(yè)和移動底盤的運動,機器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中代替操作人員工作,移動機械臂平臺將會是機器人的一個重要發(fā)展方向,近年來在爆炸物或�；诽幹谩⒕仍葹�(zāi)、移動倉儲、工業(yè)生產(chǎn)線等多個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。移動機械臂平臺一般是由一個運動平臺以及搭載在其上的關(guān)節(jié)或連桿式機械臂組成,移動平臺的2-3個自由度加上機械臂的4-6個自由度,其操作與控制是一個復(fù)雜的過程。傳統(tǒng)的控制臺操作方式對操作員具有很高的要求,需要經(jīng)過長時間訓(xùn)練才能熟練掌握,從而給這類機器人的推廣應(yīng)用帶來了負(fù)面的影響。因此,如何能夠采用自然、高效的方式實現(xiàn)多自由度移動機械臂精準(zhǔn)、便捷的操作與控制,是一個值得研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。本課題中針對與移動機械臂平臺的多自由度復(fù)雜交互的特點,采用了穿戴式的設(shè)備MYO和3DMouse與移動機械臂平臺進行交互,充分考慮作業(yè)人員操作便捷性與直觀性的同時發(fā)揮機器人自主特性的,快速完成作業(yè)任務(wù),提高作業(yè)效率。針對于課題的方法提出,本文從以下方面進行了研究：針對課題采用的履帶式移動平臺作為移動機械臂平臺的移動底盤,建立履帶式機器人的運動學(xué)模型,規(guī)劃機器人的控制方式并規(guī)劃其人機交互方式；基于課題中選用的六自由度關(guān)節(jié)型機械臂,建立其運動學(xué)模型,并其對正、逆運動學(xué)分析、仿真和驗證,為人機交互的實現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。課題中本文選用提出一種基于穿戴式設(shè)備和便攜設(shè)備組合的移動機械臂平臺自然交互技術(shù),通過人的智能決策能力對機器人的閉環(huán)控制補償,實現(xiàn)對目標(biāo)物體的準(zhǔn)確抓取,充分發(fā)揮操作人員的智能決策能力和機器人的自主能力,作業(yè)效率極大提高。既保證系統(tǒng)有較好的實用性和可靠性,又方便操作人員對機器人的控制。針對于課題交互方案,通過3DMouse、智能腕帶MYO和機器人平臺實驗驗證。通過對智能腕帶MYO數(shù)據(jù)采集和處理,準(zhǔn)確定義控制機器人的手勢指令,便于實現(xiàn)對履帶式移動機器人控制；通過對3DMouse的信號數(shù)據(jù)的采集和處理,測試在六自由度關(guān)節(jié)機器人平臺上的方案的可行性,通過J模式和P模式分別驗證與六自由度機器人交互過程中,3DMouse操作六自由度機器人的準(zhǔn)確性和可靠性,保證課題的可行性和實用性。
【關(guān)鍵詞】：移動機器人 機械臂 運動學(xué)模型 人機交互
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP241
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.1.1 課題的研究背景12-13
• 1.1.2 課題的研究意義13
• 1.2 課題相關(guān)研究的現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 移動機械臂平臺研究綜述14-18
• 1.2.2 人機交互技術(shù)研究綜述18-20
• 1.3 論文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)20-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)21-23
• 第2章 移動機械臂平臺的整體方案23-35
• 2.1 系統(tǒng)整體功能介紹23-24
• 2.2 移動機械臂平臺方案24-29
• 2.2.1 履帶式移動機器人24-26
• 2.2.2 機械臂平臺26-29
• 2.3 人機交互規(guī)劃29-34
• 2.3.1 人機交互技術(shù)路線29-31
• 2.3.2 人機交互設(shè)備31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 移動機械臂平臺的運動學(xué)模型建立及分析35-52
• 3.1 D-H方法概述35-39
• 3.2 履帶移動平臺的運動學(xué)模型39-43
• 3.3 機械臂平臺的運動學(xué)模型43-49
• 3.3.1 正運動學(xué)求解43-48
• 3.3.2 逆運動學(xué)求解48-49
• 3.4 移動機械臂建模與分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 移動機械臂平臺人機交互實現(xiàn)52-66
• 4.1 常用的人機交互方式52-54
• 4.2 人機交互方案54-57
• 4.2.1 人機交互的控制方式54-56
• 4.2.2 人機交互的分層控制策略56-57
• 4.3 通訊57-59
• 4.4 人機交互實現(xiàn)59-65
• 4.4.1 人機交互的上位機實現(xiàn)59-63
• 4.4.2 3DMoue和智能腕帶MYO交互63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 移動機械臂平臺人機交互仿真與實驗驗證及分析66-79
• 5.1 實驗仿真66-75
• 5.1.1 3DMouse測試及數(shù)據(jù)處理66-68
• 5.1.2 3DMouse與機器人聯(lián)合仿真68-74
• 5.1.3 智能腕帶MYO測試及數(shù)據(jù)處理74-75
• 5.2 實驗驗證75-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第6章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的專利論文87
• 攻讀碩士期間參與的項目87-88
• 附件88

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本文編號：700273