機(jī)器人與人類進(jìn)行近距離協(xié)同作業(yè)能夠充分地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),顯著提升生產(chǎn)效率和工作舒適度。人機(jī)協(xié)作中人或機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)生成與任務(wù)識(shí)別是實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然物理交互的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前人機(jī)協(xié)作的推廣應(yīng)用依舊面臨巨大的挑戰(zhàn),主要在于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境存在大量的不確定性,傳統(tǒng)面向固定環(huán)境的機(jī)器人編程方法無(wú)法適應(yīng);并且傳統(tǒng)機(jī)器人控制算法只能對(duì)簡(jiǎn)單的操作任務(wù)進(jìn)行建模,缺乏復(fù)雜環(huán)境中不同任務(wù)的運(yùn)動(dòng)生成與識(shí)別的能力。為了提高人機(jī)協(xié)作的協(xié)調(diào)性和魯棒性,本文主要研究在人機(jī)協(xié)作過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)生成與任務(wù)識(shí)別兩方面問(wèn)題,一方面,以人為中心的前提下機(jī)器人如何快速準(zhǔn)確地識(shí)別人類意圖進(jìn)而判斷可能的交互位置,生成相互配合的運(yùn)動(dòng)完成前期的人機(jī)交互。另一方面,在交互完成之后機(jī)器人自身如何對(duì)復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行建模,從而完成后期的操作任務(wù)。針對(duì)上述人機(jī)協(xié)作中存在的挑戰(zhàn),本文采用模仿學(xué)習(xí)的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的快速編程,所謂模仿即是參考人類在生活中快速學(xué)習(xí)各種技能的過(guò)程,隨后將該學(xué)習(xí)機(jī)制應(yīng)用于機(jī)器人系統(tǒng)中使其能快速學(xué)習(xí)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)技能,且保留與人類運(yùn)動(dòng)相似的運(yùn)動(dòng)特性。此外,人類對(duì)復(fù)雜任務(wù)的處理往往會(huì)將其分解成多步和簡(jiǎn)單的子任務(wù)或運(yùn)動(dòng)基元,以此為指導(dǎo),機(jī)器人的復(fù)雜任... 

【文章來(lái)源】：廣東工業(yè)大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人Fig.1-1Traditionalindustrialrobots

充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，自然輕松的完成任務(wù)已不再是夢(mèng)想。圖 1-2 展示了人與機(jī)器人進(jìn)行協(xié)同工作完成任務(wù)的場(chǎng)景。圖1-2 人與機(jī)器人正在協(xié)同作業(yè)Fig. 1-2 Human and robot are working together隨著各行業(yè)人機(jī)交互需求的加大，市場(chǎng)上已有多款協(xié)作型機(jī)器人[5]被發(fā)布。圖 1-3列舉了國(guó)際上協(xié)作機(jī)器人分別是：Barrett 的WAM 機(jī)械臂、UniversalRobot的 UR 機(jī)械臂、ABB的YuMi機(jī)器人、KUKA的iiwa機(jī)械臂、Rethink的Sawyer和Baxter機(jī)器人、FANUC 的 CR-35iA機(jī)械臂。本節(jié)將對(duì)以上協(xié)作性機(jī)器人做簡(jiǎn)單介紹。WAM 機(jī)械臂誕生于美國(guó)麻省理工學(xué)院的 Barrett 科技公司，該項(xiàng)目獲得了美國(guó)政府的大力支持。憑著優(yōu)越的軟硬件實(shí)力，WAM 機(jī)械臂曾在 2015 年獲得了亞馬遜機(jī)器人挑戰(zhàn)賽冠軍。WAM 是一臺(tái)集成了觸覺(jué)傳感器的高度靈活機(jī)械臂，采用了直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)和先進(jìn)的信號(hào)線差分技術(shù)，有效地提高了各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，即使在狹小的工作空間依然能夠活動(dòng)自如。圖1-3 常見(jiàn)的國(guó)外協(xié)作機(jī)器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其設(shè)計(jì)理念是研發(fā)一款易于安裝使用的輕型機(jī)器

技術(shù)和先進(jìn)的信號(hào)線差分技術(shù)，有效地提高了各關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，即使在狹小的工作空間依然能夠活動(dòng)自如。圖1-3 常見(jiàn)的國(guó)外協(xié)作機(jī)器人Fig. 1-3 Typical collaborative robots abroadUniversal Robot 成立于 2005年，其設(shè)計(jì)理念是研發(fā)一款易于安裝使用的輕型機(jī)器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]協(xié)作機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與與技術(shù)發(fā)展分析[J]. 劉洋,孫愷.  北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]2016慕尼黑機(jī)器人展協(xié)作機(jī)器人調(diào)研報(bào)告[J]. 翁馨,鄒瑛.  機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用. 2016(04)
[3]基于概率軌跡匹配的機(jī)器人模仿學(xué)習(xí)方法[J]. 劉濤,于建均,阮曉鋼.  計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2015(11)
[4]全球機(jī)器人市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析[J]. 梁文莉.  機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用. 2015(01)
[5]工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J]. 計(jì)時(shí)鳴,黃希歡.  機(jī)電工程. 2015(01)
[6]協(xié)作機(jī)器人學(xué)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 王越超,談大龍.  機(jī)器人. 1998(01)

碩士論文
[1]基于軌跡匹配的模仿學(xué)習(xí)在類人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)行為中的研究[D]. 門(mén)玉森.北京工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3016098