本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)械臂人機(jī)交互系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,面向各行業(yè)的機(jī)器人不斷涌現(xiàn)。現(xiàn)實(shí)生活中,要想移動(dòng)機(jī)器人完成各種作業(yè)任務(wù),完成類(lèi)似于人的工作,靈活的作業(yè)臂是必不可少的。移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)使機(jī)械臂具有了更高的運(yùn)動(dòng)冗余性和更為廣闊的工作空間,通過(guò)機(jī)械臂的協(xié)調(diào)作業(yè)和移動(dòng)底盤(pán)的運(yùn)動(dòng),機(jī)器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中代替操作人員工作,移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)將會(huì)是機(jī)器人的一個(gè)重要發(fā)展方向,近年來(lái)在爆炸物或�；诽幹�、救援救災(zāi)、移動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)、工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)等多個(gè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)一般是由一個(gè)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以及搭載在其上的關(guān)節(jié)或連桿式機(jī)械臂組成,移動(dòng)平臺(tái)的2-3個(gè)自由度加上機(jī)械臂的4-6個(gè)自由度,其操作與控制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。傳統(tǒng)的控制臺(tái)操作方式對(duì)操作員具有很高的要求,需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練才能熟練掌握,從而給這類(lèi)機(jī)器人的推廣應(yīng)用帶來(lái)了負(fù)面的影響。因此,如何能夠采用自然、高效的方式實(shí)現(xiàn)多自由度移動(dòng)機(jī)械臂精準(zhǔn)、便捷的操作與控制,是一個(gè)值得研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。本課題中針對(duì)與移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)的多自由度復(fù)雜交互的特點(diǎn),采用了穿戴式的設(shè)備MYO和3DMouse與移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)進(jìn)行交互,充分考慮作業(yè)人員操作便捷性與直觀性的同時(shí)發(fā)揮機(jī)器人自主特性的,快速完成作業(yè)任務(wù),提高作業(yè)效率。針對(duì)于課題的方法提出,本文從以下方面進(jìn)行了研究：針對(duì)課題采用的履帶式移動(dòng)平臺(tái)作為移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)的移動(dòng)底盤(pán),建立履帶式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的控制方式并規(guī)劃其人機(jī)交互方式；基于課題中選用的六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械臂,建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并其對(duì)正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、仿真和驗(yàn)證,為人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。課題中本文選用提出一種基于穿戴式設(shè)備和便攜設(shè)備組合的移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)自然交互技術(shù),通過(guò)人的智能決策能力對(duì)機(jī)器人的閉環(huán)控制補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的準(zhǔn)確抓取,充分發(fā)揮操作人員的智能決策能力和機(jī)器人的自主能力,作業(yè)效率極大提高。既保證系統(tǒng)有較好的實(shí)用性和可靠性,又方便操作人員對(duì)機(jī)器人的控制。針對(duì)于課題交互方案,通過(guò)3DMouse、智能腕帶MYO和機(jī)器人平臺(tái)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)智能腕帶MYO數(shù)據(jù)采集和處理,準(zhǔn)確定義控制機(jī)器人的手勢(shì)指令,便于實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶式移動(dòng)機(jī)器人控制；通過(guò)對(duì)3DMouse的信號(hào)數(shù)據(jù)的采集和處理,測(cè)試在六自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人平臺(tái)上的方案的可行性,通過(guò)J模式和P模式分別驗(yàn)證與六自由度機(jī)器人交互過(guò)程中,3DMouse操作六自由度機(jī)器人的準(zhǔn)確性和可靠性,保證課題的可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)機(jī)器人 機(jī)械臂 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 人機(jī)交互
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP241
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 課題研究背景與意義12-13
• 1.1.1 課題的研究背景12-13
• 1.1.2 課題的研究意義13
• 1.2 課題相關(guān)研究的現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)研究綜述14-18
• 1.2.2 人機(jī)交互技術(shù)研究綜述18-20
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)20-23
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)21-23
• 第2章 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)的整體方案23-35
• 2.1 系統(tǒng)整體功能介紹23-24
• 2.2 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)方案24-29
• 2.2.1 履帶式移動(dòng)機(jī)器人24-26
• 2.2.2 機(jī)械臂平臺(tái)26-29
• 2.3 人機(jī)交互規(guī)劃29-34
• 2.3.1 人機(jī)交互技術(shù)路線(xiàn)29-31
• 2.3.2 人機(jī)交互設(shè)備31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立及分析35-52
• 3.1 D-H方法概述35-39
• 3.2 履帶移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型39-43
• 3.3 機(jī)械臂平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型43-49
• 3.3.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)求解43-48
• 3.3.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解48-49
• 3.4 移動(dòng)機(jī)械臂建模與分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第4章 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)52-66
• 4.1 常用的人機(jī)交互方式52-54
• 4.2 人機(jī)交互方案54-57
• 4.2.1 人機(jī)交互的控制方式54-56
• 4.2.2 人機(jī)交互的分層控制策略56-57
• 4.3 通訊57-59
• 4.4 人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)59-65
• 4.4.1 人機(jī)交互的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)59-63
• 4.4.2 3DMoue和智能腕帶MYO交互63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第5章 移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)人機(jī)交互仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及分析66-79
• 5.1 實(shí)驗(yàn)仿真66-75
• 5.1.1 3DMouse測(cè)試及數(shù)據(jù)處理66-68
• 5.1.2 3DMouse與機(jī)器人聯(lián)合仿真68-74
• 5.1.3 智能腕帶MYO測(cè)試及數(shù)據(jù)處理74-75
• 5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證75-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第6章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 致謝86-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的專(zhuān)利論文87
• 攻讀碩士期間參與的項(xiàng)目87-88
• 附件88

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本文編號(hào)：700273