隨著機(jī)器人技術(shù)和遙操作技術(shù)的發(fā)展,一些傳統(tǒng)的由人工直接操作的加工工藝,逐漸被機(jī)器人或者機(jī)器人與人共存的系統(tǒng)所取代。本文討論了遙操作式機(jī)器人加工系統(tǒng)的主要構(gòu)成,以調(diào)節(jié)加工過程中接觸力為目標(biāo),研究了從端機(jī)械臂的控制策略。主要基于二自由度機(jī)械臂模型,研究了阻抗控制算法,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的接觸力控制方案,對(duì)控制算法進(jìn)行了優(yōu)化,搭建了機(jī)械臂模型仿真系統(tǒng)和相應(yīng)的機(jī)械臂平臺(tái)對(duì)控制算法進(jìn)行驗(yàn)證。以拋光打磨加工工藝為例,為了提高加工精度,構(gòu)建了加入力反饋式遙操作技術(shù)的加工工藝模型。分析了打磨拋光的加工原理,加工過程中接觸力和位移以及相應(yīng)的控制策略,力反饋式手控器的構(gòu)成和與其相配合的新型磁嚙合電機(jī)。建立機(jī)械臂模型,分析了機(jī)械臂末端與環(huán)境的力-位數(shù)學(xué)模型。研究了基礎(chǔ)阻抗控制算法,仿真分析了阻抗控制算法中各個(gè)控制參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)的影響。針對(duì)控制系統(tǒng)要求模型精確以及控制參數(shù)選擇繁瑣等問題,研究了自適應(yīng)控制和模糊控制并將其加入到阻抗控制中去,證明了自適應(yīng)阻抗的控制穩(wěn)定性,仿真驗(yàn)證了自適應(yīng)控制和模糊控制對(duì)阻抗控制系統(tǒng)的提升。搭建含多維力-位檢測(cè)功能的三自由度坐標(biāo)式機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)際測(cè)量了所用傳感器的各項(xiàng)參數(shù),根據(jù)傳感器的形... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Goertz開發(fā)的主從控制機(jī)器人Fig.1.1Master-slavecontrolrobotdevelopedbyGoertz之后的三十多年時(shí)間里，遙操作技術(shù)的發(fā)展都是將視覺作為唯一的反饋信息，并在

圖 1.2 力覺臨場(chǎng)感遙操作機(jī)器人仿真系統(tǒng)Fig. 1.2 Simulation system of force telepresence teleoperation robot隨著多維力傳感器技術(shù)的發(fā)展，遙操作技術(shù)所反饋回的力不再是在虛擬空間中所模擬出的模擬力。而是末端執(zhí)行器所接觸到的、實(shí)時(shí)變化的真實(shí)力，由多種傳感器所檢測(cè)，經(jīng)過不同控制算法計(jì)算變換后，傳遞給手控器的電機(jī)，使操作者體驗(yàn)到模擬出的有大小有方向的力。2011 年，日本核泄漏事故，美國原子能機(jī)構(gòu)所派出的 Warrior 機(jī)器人進(jìn)入核泄露區(qū)

圖 1.2 力覺臨場(chǎng)感遙操作機(jī)器人仿真系統(tǒng)Fig. 1.2 Simulation system of force telepresence teleoperation robot隨著多維力傳感器技術(shù)的發(fā)展，遙操作技術(shù)所反饋回的力不再是在虛擬空間中所模的模擬力。而是末端執(zhí)行器所接觸到的、實(shí)時(shí)變化的真實(shí)力，由多種傳感器所檢測(cè)，不同控制算法計(jì)算變換后，傳遞給手控器的電機(jī)，使操作者體驗(yàn)到模擬出的有大小向的力。2011 年，日本核泄漏事故，美國原子能機(jī)構(gòu)所派出的 Warrior 機(jī)器人進(jìn)入核泄露區(qū)如圖 1.3（a）所示。Warrior 機(jī)器人機(jī)械臂為多自由度機(jī)械臂，機(jī)械臂與其底座的運(yùn)構(gòu)采用不同的遙控器進(jìn)行獨(dú)立控制，機(jī)械臂端部的爪部裝有多種傳感器，可以將現(xiàn)急處置工作時(shí)，所遇到的不同受力情況時(shí)時(shí)傳遞給操控者。2015 年，由 Toshiba 所的蝎型機(jī)器人進(jìn)入福島反應(yīng)堆，完成偵查檢測(cè)任務(wù)。機(jī)器人整體外觀為 U 型，其尾一個(gè)三自由度機(jī)械手。通過遙操作技術(shù)可以完成巷道檢查，巡視窄小地段，清除小棄或危險(xiǎn)物等任務(wù)[15]。如圖 1.3（b）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2908399