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

1、協(xié)作型機器人具有人機協(xié)作特性與安全保護系統(tǒng)，能夠在無護欄的情況下與人協(xié)同完成任務(wù)，使得協(xié)作型機器人在未來“智能工廠”時代將發(fā)揮越來越重要的作用?；诖?，本文以協(xié)作型六自由度機器人開發(fā)為目的，研究其運動學，碰撞檢測，并基于六維力傳感器開發(fā)出協(xié)作型六自由度機器人的力順應控制系統(tǒng)，并通過仿真與應用驗證有效性，初步賦予了協(xié)作型六自由度機器人人機協(xié)作特性。該力順應性控制系統(tǒng)可通過可視化仿真平臺對力控制效果進行監(jiān)控，這在實現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實的機器人力順

2、應控制方面具有一定的科學意義。具體研究內(nèi)容如下：
　　首先，研究了協(xié)作型六自由度機器人運動學正解與逆解，推導出其運動學正解與逆解結(jié)果，并通過仿真驗證了結(jié)果的正確性；根據(jù)前人工作進行了軌跡規(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)作型六自由度機器人安全運行角度考慮，提出了新型機器人關(guān)節(jié)碰撞檢測。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)學模型；通過將機器人關(guān)節(jié)與連桿簡化為有界圓柱體，建立了協(xié)作型六自由度機器人的碰撞檢測模型，建立了關(guān)節(jié)有界圓柱體基本參數(shù)與機器人關(guān)節(jié)角度的動態(tài)關(guān)系，從而將機器人的碰撞檢測轉(zhuǎn)化為空間有界圓柱體的碰撞檢測過程，通過仿真驗證了方法的有效性。碰撞檢測理論為力順應控制系統(tǒng)的研究提供了安全保障。
　　最后，研究了基于關(guān)節(jié)空間的力順應控制理論，并以協(xié)作型六自由度機器人為應用對象，通過六維力傳感器進行力信號檢測，以LabVIEW