基于行為動力學的自主軸孔裝配機器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、自主裝配系統(tǒng)是未來智能制造的關鍵組成部分，它不僅能從根本上緩解人口老齡化帶來的用工荒問題，而且能解決裝配過程中人力參與導致的－－致性不好問題。本文針對自主裝自己系統(tǒng)中宏機器人和微乎臺的路徑規(guī)劃任務，采用行為動力學方法對宏機器人末端執(zhí)行器在工作空間的路徑進行規(guī)劃仿真，采用膠囊包圍體對其關節(jié)連桿進行碰撞檢測，并利用極限環(huán)對微平臺自主裝配過程序列進行規(guī)劃建模和仿真。
　　1.自主裝配系統(tǒng)宏機器人工作空間路徑規(guī)劃建模與仿真。參考移動機器人

2、行為-i)J力學模型，根據(jù)宏機器人的構型特點，分別提出并建立了宏機器人末端執(zhí)行器位置運動和姿態(tài)運動的行為動力學路徑規(guī)劃模型，并結合競爭動力學模型對位置運動的趨向目標和躲避障礙行為進行協(xié)調：在此基礎上，分別對靜態(tài)和動態(tài)工作場景下的行為動力學路徑規(guī)劃模型進行了仿真驗證。結果表明，在不考慮關節(jié)約束的情況下，行為動力學方法能夠適應宏機器人的路徑規(guī)劃任務。
　　2.自主裝配系統(tǒng)宏機器人關節(jié)空間的碰撞檢測建模與仿真。宏機器人的末端執(zhí)行器位姿是

3、由一系列關節(jié)電機驅動連桿實現(xiàn)的，在工作場景中的避障不僅僅是末端執(zhí)行器的避障，還需要考慮關節(jié)連桿的避障。首先，建立宏機器人的關節(jié)連桿坐標系，在此基礎上進行正逆運動學分析：其次，基于ODE開源物理引擎函數(shù)庫建立工作場景：最后，運用ODE平臺膠囊體對宏機器人關節(jié)連桿和工作場景中障礙物進行包絡，進行了碰撞仿真分析。結果表明，基于ODE平臺的宏機器人關節(jié)連桿膠囊包絡體能夠有效地檢測到可能發(fā)生的碰撞。
　　3.微乎臺自主裝配過程序列建模與分析

4、。自主裝配過程是指軸孔能夠依據(jù)其系統(tǒng)感知到的信息，自主進行調整完成任務。對傳統(tǒng)軸孔自動裝配過程中存在的缺陷進行了分析，并針對軸孔的實際中心線不存在的情況，受動力系統(tǒng)中在演化過程中出現(xiàn)的周期軌現(xiàn)象的啟發(fā)，提出基于極限環(huán)動力系統(tǒng)的微平臺自主裝配過程序列模型，并在此基礎上進行了仿真分析。結果表明，基于極限環(huán)的微平臺軸孔自主裝配過程序列模型理論上可行。
　　4.進行了宏機器人行為動力學路徑規(guī)劃實驗。根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，設計了平面二維行為動