移動(dòng)機(jī)械臂對運(yùn)動(dòng)受限物體操作的規(guī)劃與控制.pdf

1、移動(dòng)機(jī)械臂是由移動(dòng)平臺(tái)和機(jī)械臂組合而成的系統(tǒng)，同時(shí)具有移動(dòng)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)和機(jī)械臂的優(yōu)點(diǎn)。這種組合使得其既能夠像移動(dòng)機(jī)器人一樣隨意移動(dòng)，又具備機(jī)械臂的靈巧性，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、國防和家政服務(wù)。如今，越來越多的智能傳感器被應(yīng)用在機(jī)器人領(lǐng)域，使得移動(dòng)機(jī)器人和機(jī)械臂的功能更強(qiáng)，更智能，應(yīng)用也更為廣泛。本文研究的移動(dòng)機(jī)械臂為安裝有機(jī)械臂的輪椅，在機(jī)械臂末端帶有6軸力/力矩傳感器，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是協(xié)助行動(dòng)不便的老年人/殘疾人完成某些任務(wù)或者獨(dú)立

2、完成一部分日常操作，在老齡化問題越來越嚴(yán)重的今天，該研究具有非常重要的意義。對用于家居環(huán)境的移動(dòng)機(jī)械臂，由于其環(huán)境的特殊性，需要頻繁地與環(huán)境進(jìn)行交互操作，而操作運(yùn)動(dòng)受限機(jī)構(gòu)又是交互操作的難點(diǎn)，我們生活中存在很多運(yùn)動(dòng)受限的機(jī)構(gòu)，如抽屜、門等，因此，本文主要研究移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)對運(yùn)動(dòng)受限物體的操作。移動(dòng)機(jī)械臂是一個(gè)高度冗余的系統(tǒng)，由于移動(dòng)平臺(tái)的存在整個(gè)系統(tǒng)存在非完整性約束，而且家具環(huán)境具有不確定性，門的種類繁多，模型未知等因素使得控制移動(dòng)機(jī)械

3、臂開門難度增大。
　　本文在結(jié)合力/力矩控制的條件下，對移動(dòng)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行優(yōu)化，提出了一種可以提高系統(tǒng)可操作性的開門方法。該方法將移動(dòng)平臺(tái)和機(jī)械臂當(dāng)作一個(gè)整體系統(tǒng)，并且在開門過程中考慮系統(tǒng)的可操作性，使得機(jī)械臂在操作門的時(shí)候，移動(dòng)平臺(tái)會(huì)根據(jù)可操作性調(diào)整運(yùn)動(dòng)軌跡從使得系統(tǒng)的可操作性能得到提高?？刹僮餍詫μ岣咭苿?dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)靈敏度，控制性能以及規(guī)避奇異位置具有非常重要的作用。文章給出了具體算法，并且通過仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的