隨著科技的進(jìn)步和人工智能的發(fā)展,機(jī)器人領(lǐng)域出現(xiàn)了各種功能的機(jī)器人,給我們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了很大的便利。機(jī)械手是一種使用很廣泛的機(jī)器人,不僅有較強(qiáng)的靈活性,而且易于操控。本文主要研究在室內(nèi)環(huán)境下,使用多爪機(jī)械手成功抓起形狀不規(guī)則的目標(biāo)物體。研究?jī)?nèi)容包括機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的建圖與自主導(dǎo)航、檢測(cè)不規(guī)則物體和多爪機(jī)械手抓取不規(guī)則物體等技術(shù)。論文基于對(duì)機(jī)械手抓取以及機(jī)器人建圖導(dǎo)航的研究,分析了實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)的基本要求,選擇在Turtlebot2.0機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)上搭建激光雷達(dá)和Xtion Pro Live相機(jī),用這一套裝置來(lái)完成感知環(huán)境和檢測(cè)不規(guī)則物體的任務(wù)。使用uHand2.0多爪機(jī)械手與PC機(jī)之間通過(guò)VNC連接,可以通過(guò)PC機(jī)對(duì)多爪機(jī)械手進(jìn)行操控,進(jìn)而控制多爪機(jī)械手抓取不規(guī)則物體。研究分析了機(jī)器人操作系統(tǒng)ROS的原理和架構(gòu),建立Turtlebot2.0機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)與ROS之間的通信,實(shí)現(xiàn)了ROS對(duì)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的操控。對(duì)ROS中的建圖和導(dǎo)航功能包進(jìn)行分析,在ROS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了Gmapping SLAM算法包,完成了機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的建圖。通過(guò)調(diào)用ROS系統(tǒng)中的Navigation導(dǎo)航包完... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多功能四足機(jī)器人SpotFigure1.1MultifunctionalquadrupedrobotSpot美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的研究人員基于對(duì)機(jī)械臂的研究以及實(shí)現(xiàn)對(duì)不規(guī)則物體的抓

中北大學(xué)學(xué)位論文4圖1.2DexNet2.0敏捷機(jī)器人Figure1.2DexNet2.0agilerobot機(jī)器人行業(yè)在我國(guó)起步較晚，但是，由于國(guó)家對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的大力扶持和科研資金投入，機(jī)器人行業(yè)得到了很大的發(fā)展。在國(guó)家大力發(fā)展機(jī)械臂的同時(shí)，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究人員和學(xué)者也在對(duì)機(jī)械臂不斷創(chuàng)新和開拓，積極探索機(jī)械臂在我國(guó)的發(fā)展前景。機(jī)械臂在我國(guó)很多行業(yè)和領(lǐng)域都已經(jīng)使用十分廣泛，完成一些高精密工程也離不開機(jī)械臂。中國(guó)空間技術(shù)研究院載人航天總部研制出了天宮二號(hào)機(jī)械臂操作終端，如下圖1.3所示[9]。天宮二號(hào)機(jī)械臂操作終端是世界上第二個(gè)在國(guó)際空間站成功應(yīng)用的機(jī)器人，代表著我國(guó)航天事業(yè)邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，提升了我國(guó)在航天領(lǐng)域的地位，具有十分深遠(yuǎn)的意義。特別是天宮二號(hào)機(jī)械臂能夠使用電動(dòng)工具完成擰螺絲的動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作要求十分精細(xì)，并且操作精度優(yōu)于三毫米。該機(jī)械臂操作終端順利拆換了一臺(tái)單機(jī)，實(shí)現(xiàn)了世界仿人型機(jī)器人在軌維修從零到一的突破，這也是我國(guó)首次在國(guó)際空間站完成人與機(jī)器人協(xié)同工作的任務(wù)，代表我國(guó)載人航天技術(shù)取得了新的突破。除此之外，機(jī)械臂還可以抓取漂浮物體，與宇航員一同完成對(duì)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的的辨識(shí)。機(jī)械臂與航天員克服了一系列難題，將所有的預(yù)定任務(wù)都順利完成。

中北大學(xué)學(xué)位論文5圖1.3天宮二號(hào)機(jī)械臂Figure1.3TiangongNo.2roboticarm越疆科技在第一代Dobot機(jī)械臂火了之后又制造出了第二代名為越疆魔術(shù)師的機(jī)械臂，如下圖1.4所示。這款高精度機(jī)械臂的定位精度只有0.2mm，能夠完成很多需要精密操作的任務(wù)。它具有3D打印的功能，不但能夠畫一些形狀簡(jiǎn)單的線條，還可以雕刻形狀復(fù)雜、具有層次感的圖案。而且在皮革或木板上它也可以完成刻畫和雕刻的工作，它的實(shí)用性得到了提升。Dobot機(jī)械臂能夠完成3D打印并且精度很高，還能在多種環(huán)境下工作，在我國(guó)的機(jī)械臂領(lǐng)域是一個(gè)很大的突破。機(jī)械臂在畫圖的時(shí)候，只需要將圖片從自帶軟件中導(dǎo)入，之后它就可以把完整的圖片畫出來(lái)。而自帶軟件支持多種圖片格式，無(wú)論是矢量圖還是柵格圖像都能夠識(shí)別，比如：PLT、SVG、DXF、BMP等，這些格式的圖片均可以被識(shí)別應(yīng)用。這臺(tái)機(jī)械臂可以和PC端或者手機(jī)端進(jìn)行連接，常用的連接方式有USB、藍(lán)牙、WIFI等。與此同時(shí)，它也有很多擴(kuò)展接口以供我們做進(jìn)一步的開發(fā)和應(yīng)用，例如電源、I/O接口、和一些用于信息傳輸與交換的通信接口。聲音傳感器、亮度傳感器等均可以和上述的擴(kuò)展接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和信息交互，增加了機(jī)械臂的實(shí)用性。


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