【摘要】：近年來機器人技術(shù)迅速發(fā)展,種類不斷增加,功能持續(xù)擴展,已經(jīng)不僅僅是工業(yè)生產(chǎn)線上的一個環(huán)節(jié),在醫(yī)療、航天、外太空探索、軍事等諸多領(lǐng)域都扮演著重要的角色。與人類相對比,機器人具備更強的感知能力、行動能力與適應(yīng)能力。是在一些存在危險因素的工作環(huán)境中,機器人的存在可以很好地降低環(huán)境因素對工作人員的生命威脅,因此,國內(nèi)外許多大學(xué)、研究機構(gòu)和科技公司提出了助力機器人的設(shè)想,并研發(fā)出外骨骼助力機器人。然而,現(xiàn)階段外骨骼助力機器人在結(jié)構(gòu)與控制方法上仍然存在許多問題,因此本論文深入分析了外骨骼助力機器人所存在的缺點,構(gòu)建了一種非穿戴式助力機器人,并提出了基于人在回路中控制理論的機器人遙操作體感控制方法。為改善外骨骼助力機器人結(jié)構(gòu)上的缺點,本文應(yīng)用SolidWorks三維制圖軟件繪制了非穿戴式助力機器人的結(jié)構(gòu)模型。用數(shù)學(xué)方式描述了機器人機械臂的位姿,并通過D-H法搭建了機械臂的D-H模型,寫出了D-H參數(shù)表,應(yīng)用Matlab Robotics工具箱建立了機械臂的Matlab模型。分析了人在回路中控制理論和機器人遙操作技術(shù),計算并建立了人在控制回路中的控制模型與決策模型。本文以C#語言的WPF應(yīng)用程序為研發(fā)平臺,通過對微軟公司研發(fā)的Kinect 2.0體感攝像頭進行研究開發(fā),編寫了采集操作者骨骼信息與手勢識別命令的程序,完成了控制系統(tǒng)中人-機交互界面的設(shè)計,并整合了人在回路中的助力機器人控制系統(tǒng)。本文在研究過程中構(gòu)建了非穿戴式助力機器人的結(jié)構(gòu)模型。對機器人的機械臂進行了運動學(xué)仿真,獲得了機械臂運行動態(tài)圖以及機械臂各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角、角加速度與時間的關(guān)系曲線,驗證了所構(gòu)建的機器人機械臂運行的平穩(wěn)性與設(shè)計的合理性。通過調(diào)試操作端控制系統(tǒng)程序,以及控制程序的長時間連續(xù)運行,驗證了所編寫程序的穩(wěn)定性和可靠性。本文所獲得的數(shù)據(jù)和圖表,應(yīng)用在具有危險因素下的人機工作環(huán)境,既可保證工作人員的生命安全,又能夠高效率、高精度地完成工作作業(yè)任務(wù)。
【圖文】：

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本文編號：2567422