直接示教机器人的几何参数标定及示教助力研究

发布时间：2020-09-25 21:31

　　 当代工业正在蓬勃发展,工业机器人产业也随之愈加发展壮大。随着工业机器人技术的成熟完善,企业等对于工业机器人的功能需求也越来越高。为了满足工业生产的实际需求通常要求机器人能运行一段复杂的轨迹,直接示教技术能极大提高这种轨迹的示教编程效率,同时无需操作者掌握机器人技术和经验。因此,对于直接示教技术的研究十分重要。而一般工业机器人自重较大,工人直接示教困难。故为了使工人直接示教轻松灵活需要对机器人各关节进行示教助力,使示教者示教操作灵活柔顺。本文首先对所研究机器人进行了直接示教助力方案的设计。为了研究机器人直接示教助力系统,对机器人进行了运动学以及动力学分析,建立了机器人的运动学以及动力学模型。为了使机器人的定位精度以及建立的动力学模型更加正确,对机器人进行了几何参数标定。最后通过ADAMS软件仿真验证了动力学模型的正确性。针对机器人运动学建模,采用DH坐标系法建立了通用机器人的连杆变换矩阵从而方便地描述连杆之间的坐标系变化。通过连杆变换矩阵解决了机器人运动学正问题。接着结合几何法与代数法求取了机器人运动学逆解,并优化逆解个数,简化计算,方便编程。针对几何参数标定,研究了标定的概念以及原理,并针对所研究机器人的名义参数模型进行了几何参数标定仿真。结果表明,对机器人进行几何参数标定能够有效提高机器人DH参数的准确性,同时提高机器人运动学模型以及动力学模型的精度。针对机器人动力学建模,采用牛顿欧拉法建立动力学方程。动力学方程中的参数根据CAD模型辨识得来,之后根据机器人的动力学参数计算了动力学方程,研究了机器人运动状态与关节力矩之间的关系。最后,对动力学模型进行了运动仿真并绘制了各关节的力矩曲线。最后建立了一个动力学仿真平台,利用ADAMS软件,结合本文所求的动力学模型,在给定了机器人运动状态的情况下绘制了机器人各关节的力矩曲线,并与动力学模型计算结果进行比较,发现力矩曲线吻合,误差较小,所建立的动力学模型正确,可以为机器人在力矩控制模式下对各关节进行力矩补偿提供帮助。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP242.2
【部分图文】：

示教盒示教Fig.1-2TeachingUsingaTeachingBox

图 1-3 直接示教机器人的应用Fig.1-3 TheApplication of Direct Teaching Robot接示教技术与传统的示教盒示教技术相比具有效率高、操作友好简单、对操低等优点，因此成为了示教技术发展的重点方向[4]。近年来，协作型机器人是

c）ABB YuMi 机器人图 1-4 可直接示教型协作机器人-4 Direct Teaching Type Cooperative Robo传感器，免力矩传感器直接示教技

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本文编号：2827093