使用機(jī)器人裝配電纜等柔性工件是進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和降低人力成本的關(guān)鍵。許多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用機(jī)器人自動(dòng)組裝工件。由于像電纜、柔性電路板、密封圈這類柔性工件在受外力作用時(shí)容易發(fā)生形變,機(jī)器人無(wú)法預(yù)測(cè)和估計(jì)工件的變形或利用工件的變形來(lái)完成裝配任務(wù)。裝配易變形工件僅靠機(jī)器人是無(wú)法順利進(jìn)行的,仍然需要依賴熟練工人的操作來(lái)完成。本課題針對(duì)這些問(wèn)題,開(kāi)展了電纜形狀控制技術(shù),電纜避障形狀規(guī)劃以及電纜自動(dòng)裝配方法的研究。針對(duì)電纜裝配過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了相關(guān)的解決方案。為了獲取電纜在空間中的位置,采用基于視覺(jué)的電纜幾何形狀測(cè)量方法。從彩色圖像中對(duì)電纜中心線上的點(diǎn)均勻采樣,并與深度圖配準(zhǔn),生成電纜的點(diǎn)云,再使用貝塞爾曲線擬合電纜點(diǎn)云,計(jì)算得到電纜的幾何形狀。針對(duì)安裝過(guò)程中,可能出現(xiàn)的電纜與障礙物發(fā)生干涉的情況,使用無(wú)模型的線狀柔軟體形狀控制方法,設(shè)計(jì)了基于視覺(jué)的無(wú)標(biāo)記電纜形狀控制器。在形狀伺服控制系統(tǒng)中,電纜曲線控制點(diǎn)的誤差表現(xiàn)為期望控制點(diǎn)與實(shí)際控制點(diǎn)間的誤差,結(jié)合變形雅可比矩陣和機(jī)器人雅可比矩陣,計(jì)算出機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制量,實(shí)現(xiàn)了電纜的形狀控制。為了實(shí)現(xiàn)電纜自動(dòng)避障,需要自動(dòng)規(guī)劃出避開(kāi)障礙物的目...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 線狀柔軟體形狀控制
        1.2.2 線狀柔軟體變形規(guī)劃
    1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于視覺(jué)的電纜形狀測(cè)量
    2.1 引言
    2.2 深度相機(jī)選型
    2.3 基于點(diǎn)云的電纜形狀測(cè)量
        2.3.1 電纜點(diǎn)云分割
        2.3.2 電纜點(diǎn)云中心線提取
        2.3.3 電纜點(diǎn)云曲線擬合與可視化
    2.4 基于圖像的電纜形狀測(cè)量
        2.4.1 電纜圖像中心線提取
        2.4.2 配準(zhǔn)生成點(diǎn)云
        2.4.3 點(diǎn)云的穩(wěn)定性處理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 電纜的形狀伺服控制
    3.1 引言
    3.2 電纜變形雅可比矩陣的估計(jì)
        3.2.1 初始化變形雅可比矩陣
        3.2.2 迭代更新變形雅可比矩陣
    3.3 電纜形狀控制器的設(shè)計(jì)
    3.4 電纜的形狀伺服控制實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電纜的避障形狀規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 電纜避障情況分析
    4.3 約束條件下修改貝塞爾曲線
        4.3.1 單個(gè)障礙物條件下修改曲線
        4.3.2 多個(gè)障礙物條件下修改曲線
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 定長(zhǎng)約束下的曲線形狀規(guī)劃
        4.4.1 定長(zhǎng)曲線模型
        4.4.2 獲取滿足幾何約束的曲線
        4.4.3 能量最小曲線
        4.4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 電纜裝配實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 基于人工勢(shì)場(chǎng)法的控制器設(shè)計(jì)
    5.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        5.3.1 硬件系統(tǒng)
        5.3.2 軟件系統(tǒng)
    5.4 基于人工勢(shì)場(chǎng)法的電纜自動(dòng)化裝配實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3826724