隨著機械和現(xiàn)代電子技術的不斷發(fā)展,人們產(chǎn)生了各種各樣的靈巧手,它是機器人與外部環(huán)境進行人機交互的重要媒介,因此靈巧手一直是機器人領域的熱點課題。它可以在極限或者有害的環(huán)境下替代人類執(zhí)行任務,相比于結構化的工業(yè)環(huán)境,服務機器人所處的實際環(huán)境更加復雜多樣,具有很大的不確定性。因此對機器人的感知能力提出了更高的要求,需要機器人靈巧手能夠通過傳感器感知環(huán)境,并對傳感信息進行處理理解。本文從觸覺信息的提取及穩(wěn)定抓取方面展開研究。觸覺傳感器是機器人感知真實環(huán)境的重要手段。當機器人對物體進行操作時,觸覺傳感器信息可以用來判斷物體的真實狀態(tài)。首先,為了解決不使用視覺傳感器抓取未知物體的問題,結合觸覺數(shù)據(jù)時間序列的特點,提出了一種新的可以用較少的計算資源獲得的觸覺時空特征向量。然后,為了使靈巧手穩(wěn)穩(wěn)地抓住目標,不僅需要正確的抓取力,還需要事先規(guī)劃好抓取位置。因此,需要對靈巧手作抓取規(guī)劃。根據(jù)Barrett靈巧手的D-H模型,建立運動學模型,得到所需的關節(jié)扭轉力矩。建立了橢球體的抓取坐標,推導了橢球體的抓取矩陣。利用基于抓取矩陣的性能指標求出最佳抓取位置,利用線性梯度流算法求出橢球體的最佳抓取力。同時,仿... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 機器人靈巧手觸覺研究現(xiàn)狀
    1.4 機器人靈巧手抓取規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.5 本文結構安排
第2章 基于觸覺的時空特征分析與提取
    2.1 Barrett靈巧手簡介
    2.2 靈巧手觸覺信息特征
    2.3 時空特征的提取預處理
        2.3.1 初步處理
        2.3.2 中值濾波
        2.3.3 閾值
    2.4 時空特征的特征表示
        2.4.1 時間特征
        2.4.2 空間特征
    2.5 標準化
    2.6 本章小結
第3章 機器人靈巧手的運動學建模與仿真
    3.1 靈巧手運動學建模
        3.1.1 D-H坐標表示
        3.1.2 Barrett靈巧手的正向運動學
        3.1.3 Barrett靈巧手的逆向運動學
    3.2 Barrett靈巧手的運動學仿真驗證
        3.2.1 Barrett靈巧手的正向運動學仿真
        3.2.2 Barrett靈巧手的逆向運動學仿真
    3.3 Barrett靈巧手的運動學仿真驗證
    3.4 本章小結
第4章 靈巧手的抓取規(guī)劃
    4.1 基于接觸點性能指標的抓取位置規(guī)劃
        4.1.1 靈巧手的抓取矩陣
        4.1.2 接觸點位置規(guī)劃的性能指標
    4.2 抓取位置規(guī)劃及仿真
        4.2.1 橢球的計算實例
        4.2.2 橢球抓取位置性能指標的仿真
    4.3 基于梯度流算法的抓取力規(guī)劃
        4.3.1 摩擦錐約束線性化
        4.3.2 力平衡約束線性化
        4.3.3 梯度流最優(yōu)化力算法
        4.3.4 初始抓取力計算
        4.3.5 橢球抓取力優(yōu)化實例及仿真
    4.4 本章小結
第5章 基于MSVM-KNN的抓取策略及實驗
    5.1 MSVM-KNN算法
    5.2 基于MSVM-KNN的抓取策略
    5.3 實驗分析
        5.3.1 物體分類實驗
        5.3.2 基于MSVM-KNN的抓取實驗
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]帶有雙手力覺反饋的人機交互系統(tǒng)設計[J]. 秦歡歡,宋愛國,莫依婷,曾欣,邵斌澄.  儀器儀表學報. 2018(07)
[2]三維動作識別時空特征提取方法[J]. 徐海寧,陳恩慶,梁成武.  計算機應用. 2016(02)
[3]基于似人特性的擬人臂機器人自主抓取動作規(guī)劃[J]. 陸志遠,甘亞輝,戴先中,段晉軍.  機器人. 2014(06)
[4]機器人靈巧手的觸覺分析與建模[J]. 蕭偉,孫富春,劉華平.  機器人. 2013(04)
[5]多指抓取接觸力求解及規(guī)劃研究[J]. 劉玉旺,王洪光,周維佳.  機械設計與制造. 2011(04)
[6]時變摩擦因數(shù)對弧齒錐齒輪動力學特性的影響[J]. 王時龍,馮治恒,雷松,蕭紅.  中國機械工程. 2011(02)
[7]基于Matlab的機器人工作空間求解方法[J]. 趙燕江,張永德,姜金剛,邵俊鵬.  機械科學與技術. 2009(12)
[8]機器人手爪的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 駱敏舟,楊秀清,梅濤.  機器人技術與應用. 2008(02)
[9]多指手Power抓持的魯棒性分析及穩(wěn)定載荷域計算[J]. 李劍鋒,張玉茹,王新華,魏源遷,伍良生,吳光中.  中國機械工程. 2004(07)
[10]多指靈巧手基于廣義力橢球的最優(yōu)抓持規(guī)劃[J]. 楊洋,張啟先.  機械科學與技術. 2001(04)

博士論文
[1]機器人靈巧手的物體觸摸識別及自適應抓取研究[D]. 顧海巍.哈爾濱工業(yè)大學 2017

碩士論文
[1]復雜環(huán)境下車牌檢測與識別方法研究[D]. 孫庭強.南京郵電大學 2018
[2]仿人多指靈巧手的抓取規(guī)劃與實驗[D]. 許修箔.大連理工大學 2018



本文編號：3682202