本文關(guān)鍵詞：基于工業(yè)機(jī)器人的直接示教系統(tǒng)研究

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【摘要】：目前絕大數(shù)的工業(yè)機(jī)器人都是通過(guò)示教板或者離線編程的方式來(lái)獲取軌跡路徑,只有少數(shù)的機(jī)器人公司研發(fā)了基于手動(dòng)拖曳的直接示教系統(tǒng),且只能適用于該公司的機(jī)器人系統(tǒng),對(duì)于目前大部分機(jī)器人并不適用。除此之外,由于大部分的機(jī)器人系統(tǒng)都是閉源,不直接對(duì)用戶開(kāi)放,無(wú)法通過(guò)力控制方式實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的拖曳式示教。因此本文提出了一種直接示教系統(tǒng)的研究,在不涉及修改機(jī)器人原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)直接示教,以此來(lái)拓寬直接示教的應(yīng)用范圍,使普通的非直接示教機(jī)器人也能夠應(yīng)用直接示教。首先提出通過(guò)一個(gè)力/力矩傳感器來(lái)感知示教者的示教力以及力矩,并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡收集力/力矩的電壓模擬信號(hào)傳送到上位機(jī)PC轉(zhuǎn)化成x,y,z,Rx,Ry,Rz六個(gè)方向的力/力矩信號(hào)并且進(jìn)行了溫度補(bǔ)償以及重力補(bǔ)償,然后設(shè)計(jì)了直接示教手柄用來(lái)記錄示教過(guò)程中的特征軌跡點(diǎn)以及用來(lái)觸發(fā)軌跡playback。其次,在機(jī)器人端設(shè)置判斷機(jī)制來(lái)判斷力/力矩變化,調(diào)用UR腳本程序?qū)⒘鶄�(gè)方向力/力矩大小方向變化轉(zhuǎn)化成其相應(yīng)的位移,同時(shí)按照單位時(shí)間記錄示教軌跡,根據(jù)不同的應(yīng)用情況設(shè)計(jì)了不同的濾波算法進(jìn)行軌跡點(diǎn)數(shù)據(jù)處理。最后,通過(guò)示教板示教、UR機(jī)器人直接示教、本直接示教系統(tǒng)三種不同示教進(jìn)行相同軌跡示教的實(shí)驗(yàn)對(duì)比測(cè)試,總結(jié)了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)以及設(shè)計(jì)中存在的不足及有待改進(jìn)之處,更加全面實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。
【關(guān)鍵詞】：直接示教 力/力矩傳感器 數(shù)據(jù)采集卡 工業(yè)機(jī)器人
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容13-15
• 第二章 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)15-20
• 2.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)15-17
• 2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)步驟18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 直接示教硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-27
• 3.1 工業(yè)機(jī)器人20-21
• 3.2 傳感器的選型與主要參數(shù)21-22
• 3.3 數(shù)據(jù)采集卡選型及其主要參數(shù)22-23
• 3.4 Modbus拓展模塊23-24
• 3.5 示教手柄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)功能24-26
• 3.6 本章小結(jié)26-27
• 第四章 直接示教系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)27-46
• 4.1 系統(tǒng)通訊實(shí)現(xiàn)27-31
• 4.1.1 以太網(wǎng)通訊27-30
• 4.1.2 Modbus通訊30-31
• 4.2 服務(wù)器功能實(shí)現(xiàn)31-34
• 4.3 客戶端功能實(shí)現(xiàn)34-37
• 4.4 數(shù)據(jù)處理37-43
• 4.4.1 源碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成力/力矩信號(hào)37-38
• 4.4.2 傳感器的溫度補(bǔ)償38-40
• 4.4.3 傳感器以及示教手柄的重力補(bǔ)償40-43
• 4.5 數(shù)據(jù)的打包發(fā)送43-44
• 4.5.1 服務(wù)器的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送43-44
• 4.5.2 客戶端的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送44
• 4.6 本章小結(jié)44-46
• 第五章 示教軌跡點(diǎn)的濾波46-57
• 5.1 平均值濾波法46-48
• 5.2 特征點(diǎn)濾波法48-51
• 5.3 道格拉斯普克算法濾波51-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試與實(shí)驗(yàn)57-64
• 6.1 直線示教57-58
• 6.2 正方形軌跡示教58-60
• 6.3 圓形軌跡示教60-62
• 6.4 系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62
• 6.5 本章小結(jié)62-64
• 第七章 結(jié)論64-66
• 附錄 UR腳本程序介紹66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 黎意楓;免力矩傳感器的機(jī)器人直接示教技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 劉昆;基于工業(yè)機(jī)器人的直接示教系統(tǒng)研究[D];中北大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：720024