基于腕力傳感器機(jī)械臂柔順開門作業(yè)研究.pdf

1、目前，機(jī)器人廣泛地應(yīng)用到工業(yè)、軍事、航天等自動化領(lǐng)域，為使機(jī)器人更好的完成作業(yè)任務(wù)，順應(yīng)接觸的作業(yè)環(huán)境，實(shí)時(shí)修正機(jī)械臂末端的運(yùn)動軌跡，本文研究了基于腕力傳感器的機(jī)械臂零點(diǎn)標(biāo)定的方法，并結(jié)合開門作業(yè)任務(wù)，完成了機(jī)械臂柔順控制作業(yè)。
　　本文以雄克公司六自由度機(jī)械臂為研究對象，首先，搭建了以雄克機(jī)械臂為核心的控制系統(tǒng)，主機(jī)選用研華ARK5260，利用固高GTS系列運(yùn)動控制器對移動平臺進(jìn)行控制，并采用MFC編寫人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械臂以及

2、相關(guān)設(shè)備的控制。同時(shí)研究了對機(jī)械臂基本運(yùn)動學(xué)分析，分別完成機(jī)械臂在笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂執(zhí)行任務(wù)的基本運(yùn)動規(guī)劃。
　　其次，針對機(jī)械臂運(yùn)動時(shí)負(fù)載端姿態(tài)變化影響腕力傳感器測量結(jié)果問題，提出一種腕力傳感器負(fù)載端重力補(bǔ)償算法。通過分析機(jī)械臂負(fù)載端不同姿態(tài)下的重力變化形式，采用實(shí)驗(yàn)方法測定負(fù)載端重力與重心參數(shù)。建立了腕力傳感器重力補(bǔ)償系統(tǒng)模型，結(jié)合機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)方程，推導(dǎo)出腕力傳感器負(fù)載端重力補(bǔ)償算法和機(jī)械臂末端作用力解算

3、方法，并應(yīng)用算例進(jìn)行MATLAB與ADAMS聯(lián)合仿真。仿真表明本補(bǔ)償算法能有效地消除負(fù)載端姿態(tài)變化影響，通過腕力傳感器準(zhǔn)確地測量機(jī)械臂所受的外力信息，驗(yàn)證了機(jī)械臂腕力傳感器負(fù)載端重力補(bǔ)償算法的正確性。
　　最后，結(jié)合開門作業(yè)任務(wù)，分析了機(jī)械臂在開門過程中受力情況，在基于笛卡爾空間位置控制的基礎(chǔ)上，提出了一種基于阻抗控制的柔順開門作業(yè)規(guī)劃，完成柔順開門作業(yè)的實(shí)驗(yàn)，合理選取開門過程參數(shù)。在通過精準(zhǔn)位置控制的基礎(chǔ)上，保證了機(jī)械臂末端在不