主從異構(gòu)型遙操作機器人工作空間映射與運動控制研究.pdf

1、隨著近現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，很多探索工作和作業(yè)環(huán)境，人往往無法直接到達現(xiàn)場，比如處理核廢料和有毒化工廢料，航天和水下任務(wù)，遠程醫(yī)療等。而用自主式機器人來智能處理這些任務(wù)目前來說十分困難。因此，以人機交互方式工作的主從式遙操作機器人成為一種十分有效的解決方法。對于主從式遙操作機器人技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文針對主從異構(gòu)型遙操作機器人系統(tǒng)，搭建了相應(yīng)的實驗平臺，設(shè)計了相應(yīng)的工作空間映射方法和運動控制算法。
　　首先，在文獻調(diào)研的

2、基礎(chǔ)上，針對遙操作機器人系統(tǒng)的具體要求，選擇Geomagic Touch設(shè)備作為系統(tǒng)的主端設(shè)備，rethink公司的Baxter機器人作為系統(tǒng)的從端設(shè)備。在主從設(shè)備選型基礎(chǔ)上，利用以太網(wǎng)搭建遙操作系統(tǒng)的工作站，實現(xiàn)遙操作系統(tǒng)各個設(shè)備間的硬件連接;
　　其次，基于機器人操作系統(tǒng)（ROS）和MATLAB中的Simulink模塊搭建遙操作機器人系統(tǒng)的軟件框架。利用Baxter機器人的用戶API和python程序語言編寫從端設(shè)備的應(yīng)用程序

3、，利用Touch設(shè)備的用戶API和C++程序語言編寫主端設(shè)備的應(yīng)用程序，利用python程序語言和Simulink中的工具箱實現(xiàn)Simulink模塊和主從設(shè)備的通信交互。
　　再次，針對主從設(shè)備的機構(gòu)特點，建立主從設(shè)備的運動學(xué)模型?；谥鲝脑O(shè)備的運動學(xué)模型分別設(shè)計了關(guān)節(jié)空間映射和操作空間映射的兩種主從異構(gòu)型遙操作工作空間映射方法，并分析了兩種方式的優(yōu)缺點，在這基礎(chǔ)上，提出了混合切換的工作空間映射方法。
　　最后，針對從端設(shè)備