基于六維力傳感器的協(xié)作型六自由度機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、協(xié)作型機(jī)器人具有人機(jī)協(xié)作特性與安全保護(hù)系統(tǒng)，能夠在無(wú)護(hù)欄的情況下與人協(xié)同完成任務(wù)，使得協(xié)作型機(jī)器人在未來(lái)“智能工廠”時(shí)代將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。基于此，本文以協(xié)作型六自由度機(jī)器人開(kāi)發(fā)為目的，研究其運(yùn)動(dòng)學(xué)，碰撞檢測(cè)，并基于六維力傳感器開(kāi)發(fā)出協(xié)作型六自由度機(jī)器人的力順應(yīng)控制系統(tǒng)，并通過(guò)仿真與應(yīng)用驗(yàn)證有效性，初步賦予了協(xié)作型六自由度機(jī)器人人機(jī)協(xié)作特性。該力順應(yīng)性控制系統(tǒng)可通過(guò)可視化仿真平臺(tái)對(duì)力控制效果進(jìn)行監(jiān)控，這在實(shí)現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人力順

2、應(yīng)控制方面具有一定的科學(xué)意義。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，研究了協(xié)作型六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解，推導(dǎo)出其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解與逆解結(jié)果，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了結(jié)果的正確性；根據(jù)前人工作進(jìn)行了軌跡規(guī)劃仿真，印證了前人工作的可靠性，為后續(xù)研究奠定基礎(chǔ)。
　　其次，從協(xié)作型六自由度機(jī)器人安全運(yùn)行角度考慮，提出了新型機(jī)器人關(guān)節(jié)碰撞檢測(cè)。為此，定義了有界圓柱體基本參數(shù)，并從有界圓柱體幾何要素角度提出了新的碰撞檢測(cè)分類方法，并基于有界圓柱體基本

3、參數(shù)歸納出碰撞判據(jù)數(shù)學(xué)模型；通過(guò)將機(jī)器人關(guān)節(jié)與連桿簡(jiǎn)化為有界圓柱體，建立了協(xié)作型六自由度機(jī)器人的碰撞檢測(cè)模型，建立了關(guān)節(jié)有界圓柱體基本參數(shù)與機(jī)器人關(guān)節(jié)角度的動(dòng)態(tài)關(guān)系，從而將機(jī)器人的碰撞檢測(cè)轉(zhuǎn)化為空間有界圓柱體的碰撞檢測(cè)過(guò)程，通過(guò)仿真驗(yàn)證了方法的有效性。碰撞檢測(cè)理論為力順應(yīng)控制系統(tǒng)的研究提供了安全保障。
　　最后，研究了基于關(guān)節(jié)空間的力順應(yīng)控制理論，并以協(xié)作型六自由度機(jī)器人為應(yīng)用對(duì)象，通過(guò)六維力傳感器進(jìn)行力信號(hào)檢測(cè)，以LabVIEW