本文選題：Tripod并聯(lián)機器人　切入點：機器視覺　出處：《東華大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目前傳統(tǒng)的工業(yè)分揀過程存在著高成本和低效率的缺點,無法達到理想的效果,隨著機器人在工業(yè)領(lǐng)域的應用,不僅可以提高工業(yè)過程的生產(chǎn)效率,還能降低勞動力成本。工業(yè)機器人根據(jù)其結(jié)構(gòu)主要可以分為串聯(lián)機器人和并聯(lián)機器人兩種,并聯(lián)機器人由于其速度快、精度高、承載能力強的優(yōu)點,被廣泛應用于大質(zhì)量負載、精密定位和高速運動等場合,特別是一些工業(yè)分揀的應用。本文以貝加萊(BR)公司設(shè)計的Tripod并聯(lián)機器人為對象,主要研究了三自由度機器人的視覺識別、軌跡規(guī)劃和運動控制等問題,具體內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了基于LabVIEW的Tripod機器人視覺系統(tǒng)。針對Tripod機器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作平臺,結(jié)合機器視覺和圖像處理,對平臺幾何體的顏色和形狀進行識別,應用圖像邊緣提取、濾波平滑、中心點檢測等算法,利用LabVIEW強大的視覺模塊和豐富的庫函數(shù),對圖像進行了相應的預處理、目標特征提取以及中心點定位等工作。(2)建立了Tripod并聯(lián)機器人的運動學和動力學模型。對機器人的幾何模型分別從運動學和動力學兩個方面進行了解析,針對正向運動學、反向運動學和雅可比矩陣對三自由度并聯(lián)機器人進行了過程分析和推理;在建立的Tripod機器人運動學模型基礎(chǔ)上,結(jié)合力的相互作用關(guān)系建立了機器人的動力學模型。(3)進行了Tripod機器人工作空間分析和末端軌跡規(guī)劃。根據(jù)推導得出的Tripod機器人正向運動學公式,利用旋轉(zhuǎn)坐標系確定了機器人末端執(zhí)行器可達臨界空間,并據(jù)此對機器人的工作空間進行了仿真分析。對機器人末端的軌跡進行了規(guī)劃,在基本的直線和圓弧插補的基礎(chǔ)上提出了連續(xù)橢圓軌跡規(guī)劃,并利用五次多項式構(gòu)造出了末端執(zhí)行器軌跡函數(shù),對Tripod機器人單位化的軌跡進行了仿真。(4)利用基于李雅普洛夫穩(wěn)定的自適應控制算法對Tripod機器人進行了位置跟蹤�；诮⒌臋C器人動力學模型,在MATLAB中利用S函數(shù)搭建了Tripod機器人的控制模型,在給定的輸入位置情況下,針對機器人自適應控制算法進行了仿真,在基于全局穩(wěn)定的自適應控制基礎(chǔ)上設(shè)計了減小位置誤差的自適應控制器,結(jié)果顯示最終能夠準確跟蹤關(guān)節(jié)的位置和速度。
[Abstract]:At present, the traditional industrial sorting process has the shortcomings of high cost and low efficiency, so it can not achieve the ideal effect. With the application of robot in the industrial field, it can not only improve the production efficiency of industrial process, Industrial robot can be divided into series robot and parallel robot according to its structure. Parallel robot is widely used in mass load because of its advantages of high speed, high precision and strong bearing capacity. Precision positioning and high speed motion, especially the applications of industrial sorting, are studied in this paper. In this paper, the vision recognition of 3-DOF robot is studied, which is based on the Tripod parallel robot designed by Begaray Brr Company. The main contents of this paper are as follows: 1) the Tripod robot vision system based on LabVIEW is designed. Aiming at the system structure and operation platform of Tripod robot, combined with machine vision and image processing, The color and shape of the platform geometry are recognized, the image edge extraction, filter smoothing, center point detection and so on are used. The image is preprocessed by the powerful visual module of LabVIEW and the rich library function. The kinematics and dynamics models of Tripod parallel manipulators are established. The geometric models of the robot are analyzed from two aspects of kinematics and dynamics respectively. The inverse kinematics and Jacobian matrix are used to analyze and infer the process of 3-DOF parallel robot. Based on the kinematics model of Tripod robot, The dynamic model of Tripod robot is established by the interaction relation of binding force. The workspace analysis and terminal trajectory planning of Tripod robot are carried out. According to the forward kinematics formula of Tripod robot, the forward kinematics formula of Tripod robot is derived. The reachable critical space of the robot end actuator is determined by using the rotating coordinate system, and the workspace of the robot is simulated and analyzed accordingly, and the trajectory of the robot end is planned. Based on the basic interpolation of straight lines and arcs, the continuous elliptic trajectory planning is proposed, and the terminal actuator locus function is constructed by using the quintic polynomial. This paper simulates the unit trajectory of Tripod robot. It uses the adaptive control algorithm based on Lyapunov stability to track the position of Tripod robot. In MATLAB, the control model of Tripod robot is built by using S-function. The adaptive control algorithm of the robot is simulated under the given input position. An adaptive controller to reduce the position error is designed on the basis of the adaptive control based on global stability. The results show that the position and speed of the joint can be tracked accurately.
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1585896