擬人雙臂機(jī)器人有著與人類手臂相似的結(jié)構(gòu),它們擁有較多的自由度,這在賦予機(jī)器人強(qiáng)大作業(yè)能力的同時(shí),也帶來(lái)了很多研究難點(diǎn)。首先,擬人雙臂機(jī)器人的兩條手臂之間應(yīng)該有較好的協(xié)調(diào)性,這樣才能順利完成復(fù)雜的任務(wù)。其次,擬人雙臂機(jī)器人具備靈活、復(fù)雜的操作能力,期望能預(yù)測(cè)和控制它的手臂動(dòng)作。本文針對(duì)以上兩點(diǎn)問(wèn)題,研究擬人雙臂機(jī)器人的雙臂協(xié)調(diào)操作和臂形控制方法,論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:（1）分析擬人機(jī)械臂與人類手臂生理結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,結(jié)合實(shí)際的例子提出了運(yùn)動(dòng)的一致性的問(wèn)題,并分析了傳統(tǒng)的逆解方法Trac-IK方法（數(shù)值方法）、ikfast方法（解析方法）的特點(diǎn)以及不能控制機(jī)械臂動(dòng)作的問(wèn)題。（2）提出一種以臂形角作為冗余參數(shù)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方法MC-Inverse,該方法將擬人機(jī)械臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分解為三個(gè)子問(wèn)題,能夠在計(jì)算出擬人機(jī)械臂逆解的同時(shí)控制它的臂形。同時(shí)在關(guān)節(jié)空間根據(jù)機(jī)械臂單次運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)軌跡平滑性、運(yùn)動(dòng)耗能和多次重復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)臂形的一致性提出一種臂形控制的評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)將本文的方法和傳統(tǒng)的逆解方法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法不僅擁有較好的性能,還能在擬人機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有效的控制手臂... 

【文章來(lái)源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)內(nèi)外擬

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3快速上肢評(píng)估（RULA）方法對(duì)機(jī)械臂臂形進(jìn)行評(píng)估Suomalainen等人[33]將阻抗控制和模仿學(xué)習(xí)結(jié)合，提出從人類演示中學(xué)習(xí)遵從性參數(shù)（阻抗控制器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和柔度參數(shù)）裝配任務(wù)，建立了機(jī)器人學(xué)習(xí)人類進(jìn)行裝配作業(yè)的組織框架。機(jī)器人通過(guò)觀察人完成任務(wù)的動(dòng)作，建立環(huán)境模型，識(shí)別任務(wù)參數(shù)，如目標(biāo)的位置。Ijspeer等人提出了動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)基元（DynamicMovementPrimitives，DMP）的概念[34][35]，作者將機(jī)器人復(fù)雜的動(dòng)作看作一組按連續(xù)或者并行執(zhí)行的基本動(dòng)作組合而成，而DMP是這些基本動(dòng)作的抽象數(shù)學(xué)形式，可以通過(guò)不同的組合表達(dá)各種復(fù)雜的動(dòng)作。對(duì)于擬人雙臂機(jī)器人，可以用DMP表示機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)的基本運(yùn)動(dòng)，并且可以通過(guò)調(diào)整DMP的參數(shù)來(lái)改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，生成期望的運(yùn)動(dòng)。徐鴻程等人[37]提出了連續(xù)動(dòng)作基元的概念和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，在擬人機(jī)械臂所對(duì)應(yīng)的生理結(jié)構(gòu)上完成運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解，確定整個(gè)手臂后映射回關(guān)節(jié)空間執(zhí)行，并提出了基于肌肉疲勞指標(biāo)的擬人化運(yùn)動(dòng)優(yōu)化來(lái)增加機(jī)械臂動(dòng)作的生理評(píng)估依據(jù)，該方法不僅保留了擬人機(jī)械臂的優(yōu)化能力，還能較好的控制機(jī)械臂的臂形。圖1.4動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)基元方法進(jìn)行學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3快速上肢評(píng)估（RULA）方法對(duì)機(jī)械臂臂形進(jìn)行評(píng)估Suomalainen等人[33]將阻抗控制和模仿學(xué)習(xí)結(jié)合，提出從人類演示中學(xué)習(xí)遵從性參數(shù)（阻抗控制器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和柔度參數(shù)）裝配任務(wù)，建立了機(jī)器人學(xué)習(xí)人類進(jìn)行裝配作業(yè)的組織框架。機(jī)器人通過(guò)觀察人完成任務(wù)的動(dòng)作，建立環(huán)境模型，識(shí)別任務(wù)參數(shù)，如目標(biāo)的位置。Ijspeer等人提出了動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)基元（DynamicMovementPrimitives，DMP）的概念[34][35]，作者將機(jī)器人復(fù)雜的動(dòng)作看作一組按連續(xù)或者并行執(zhí)行的基本動(dòng)作組合而成，而DMP是這些基本動(dòng)作的抽象數(shù)學(xué)形式，可以通過(guò)不同的組合表達(dá)各種復(fù)雜的動(dòng)作。對(duì)于擬人雙臂機(jī)器人，可以用DMP表示機(jī)械臂各個(gè)關(guān)節(jié)的基本運(yùn)動(dòng)，并且可以通過(guò)調(diào)整DMP的參數(shù)來(lái)改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，生成期望的運(yùn)動(dòng)。徐鴻程等人[37]提出了連續(xù)動(dòng)作基元的概念和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法，在擬人機(jī)械臂所對(duì)應(yīng)的生理結(jié)構(gòu)上完成運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解，確定整個(gè)手臂后映射回關(guān)節(jié)空間執(zhí)行，并提出了基于肌肉疲勞指標(biāo)的擬人化運(yùn)動(dòng)優(yōu)化來(lái)增加機(jī)械臂動(dòng)作的生理評(píng)估依據(jù)，該方法不僅保留了擬人機(jī)械臂的優(yōu)化能力，還能較好的控制機(jī)械臂的臂形。圖1.4動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)基元方法進(jìn)行學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]自適應(yīng)粒子群算法求冗余機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解[J]. 朱經(jīng)緯,方虎生,邵發(fā)明,蔣成明.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(14)
[2]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的冗余機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解研究分析[J]. 張博.  電子設(shè)計(jì)工程. 2018(14)
[3]一種冗余自由度機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析算法[J]. 王鵬程,沈惠平,孟慶梅,鄧嘉鳴,駱敏舟.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2016(05)
[4]基于蒙特卡羅方法的雙臂機(jī)器人工作空間分析[J]. 周律,周昱明,汪亮,朱金龍.  機(jī)械傳動(dòng). 2014(06)
[5]基于多目標(biāo)遺傳算法的冗余機(jī)械手逆解算法[J]. 申曉寧,李勝,郭毓,陳慶偉,胡維禮.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2008(02)

博士論文
[1]面向救援任務(wù)的雙臂機(jī)器人協(xié)作運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制方法研究[D]. 王美玲.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3344799