机器人三指灵巧手抓取规划与控制系统研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luoch668
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
伴随着工业发展的日新月异,人们对于科技产品的要求越来越高,传统的机器人夹持器已很难适应时代的需求,作为通用的仿人灵巧手占据了工业生产中不可或缺的位置。在深海或太空等恶劣环境下,灵巧手以其独特的结构和潜力替代人进行大量高危险任务。在人形智能机器人领域,高灵活度的灵巧手更备受关注。以高要求抓取和操作的灵巧手的应用也存在各种问题,需要提高在抓取规划和控制方面的稳定性和精度。本文以三指灵巧手抓取操作常规任务对象过程中的抓取规划以及手指力和位置的伺服控制问题进行深入分析和研究。  论文首先从运动学和动力学模型角度进行分析,以单指运动学分析为基础,通过坐标系之间的转换关系构建多指约束运动学;基于单指动力学模型,建立抓取物与手指之间的约束关系,分析系统的多指动力学。  在抓取点规划方面,进行实现稳定抓取的定性分析,并对于常规任务对象构建抓取平面,根据抓取平面与任务对象表面相交的轮廓线的几何特征按照一定规则选取抓取点,最后,对于抓取点的布局稳定性和可达性进行量化指标分析评价。  在抓取力规划方面,介绍一种应用广泛的抓取力优化迭代方法,并在迭代过程中,提取多维矩阵中与抓取力有关的元素进行运算,以简化迭代过程中多维矩阵运算次数;对于迭代初值,将任务对象合外力螺旋利用基向量进行分解,从而使大量运算在线下进行,以提高每次迭代运算速率,保证力优化的实时性。  跟踪规划的力和位置时,利用串级PID思想保障控制精度和鲁棒性,关节位置控制作为指尖位置和力控制的基础。指尖位置利用运动学转换成关节角度进行精确的指尖轨迹跟踪,指尖力控制将期望位置作为力控回路的扰动。最终的仿真实验证明单独的位置控制和力控制效果良好,协调控制也能保证精确的跟踪效果。
其他文献
绿色贸易壁垒是发达国家打着环保的名义,为保护本国产业,以立法、标准的形式限制来自国外产品的手段和措施。对我国而言,出口贸易对我国经济的影响至关重要,而机电行业所受到
时滞系统是过程工业领域里的控制难题,内模控制由于具有良好鲁棒性和控制性能而被广泛采用在时滞系统的控制中。本文以时滞系统工业过程为研究对象,采用目前在工业应用中实用
烧结杯真空室负压作为烧结过程的一个重要控制对象,其控制性能的优劣与否直接影响到烧结矿的质量,在目前铁矿石资源紧俏以及对烧结矿质量要求不断提高的情况下,对真空室负压
随着中国经济的持续发展,企业间的竞争越加激烈。为了在激烈的竞争中获胜,企业对经营中的管理控制和决策的正确性提出了更高的要求。于是许多企业纷纷引进了ERP系统,ERP系统的实
近年来,基于对煤矿安全生产监测的需要,国内外先后研制出多种类型的计算机监测监控系统,其中监测监控系统分站是煤矿监测监控系统的重要组成部分,是煤矿井下各安全监控模块与井上
粮食安全问题是关系到我国新时期经济社会健康全面发展和社会稳定的关键问题。而粮食在储藏环节中的损失是影响粮食安全的重要因素之一。为减少粮食储藏过程中的损失,保障粮
通过实际现场环境调研,发现传统的工业数据监测系统存在着能耗大、通信距离短、干扰大以及需要专用通信频带等问题。本文提出了工业无线压力监测系统的设计原则,重点研究了适应
罗克韦尔网络(NetLINK)是一种新型的基于生产者/消费者模式的满足工业实时性的高速总线网络。论文主要研究了NetLINK中的控制层和设备层网络。控制网(ControlNet)属于NetLINK
随着建筑能耗占比的上涨,建筑节能在全球能源局势紧张的情况下已经成为共同关注,亟待解决的问题。根据建筑能耗提出改善建筑设备的控制策略是落实建筑节能减排的一项基本举措
关节式坐标测量机由于其成本低廉、安装方便、动作灵活、重量轻巧、理论上无死角测量等特性在近些年备受关注。本文针对关节式坐标测量机的研发做了以下几项工作:第一,以三关节坐标测量机样机为基础,借鉴机器人学中常用Denavit-Hartenberg(简称D-H)方法对测量机建模,这个模型表达了测量机测头在其基座坐标系中的坐标,在模型中用四个参数来表达每一个关节的特征。第二,转角参数是由安装在关节上的光栅读