【摘 要】
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目前,机器人广泛地应用到工业、军事、航天等自动化领域,为使机器人更好的完成作业任务,顺应接触的作业环境,实时修正机械臂末端的运动轨迹,本文研究了基于腕力传感器的机械
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目前,机器人广泛地应用到工业、军事、航天等自动化领域,为使机器人更好的完成作业任务,顺应接触的作业环境,实时修正机械臂末端的运动轨迹,本文研究了基于腕力传感器的机械臂零点标定的方法,并结合开门作业任务,完成了机械臂柔顺控制作业。本文以雄克公司六自由度机械臂为研究对象,首先,搭建了以雄克机械臂为核心的控制系统,主机选用研华ARK5260,利用固高GTS系列运动控制器对移动平台进行控制,并采用MFC编写人机界面,实现对机械臂以及相关设备的控制。同时研究了对机械臂基本运动学分析,分别完成机械臂在笛卡尔空间和关节空间的规划,实现了机械臂执行任务的基本运动规划。其次,针对机械臂运动时负载端姿态变化影响腕力传感器测量结果问题,提出一种腕力传感器负载端重力补偿算法。通过分析机械臂负载端不同姿态下的重力变化形式,采用实验方法测定负载端重力与重心参数。建立了腕力传感器重力补偿系统模型,结合机械臂运动学方程,推导出腕力传感器负载端重力补偿算法和机械臂末端作用力解算方法,并应用算例进行MATLAB与ADAMS联合仿真。仿真表明本补偿算法能有效地消除负载端姿态变化影响,通过腕力传感器准确地测量机械臂所受的外力信息,验证了机械臂腕力传感器负载端重力补偿算法的正确性。最后,结合开门作业任务,分析了机械臂在开门过程中受力情况,在基于笛卡尔空间位置控制的基础上,提出了一种基于阻抗控制的柔顺开门作业规划,完成柔顺开门作业的实验,合理选取开门过程参数。在通过精准位置控制的基础上,保证了机械臂末端在不施加力的方向上不超过临界钝化值,实现了机械臂柔顺控制开门作业,大大减小了机械臂的劳损与故障。
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