基于六维力传感器的机器人力控制方法研究

发布时间：2020-10-26 20:26

　　 随着机器人技术水平的飞速发展,机器人的功能需求不再局限于单一重复性工作,更趋于复杂化。为了实现人与机器人的协同工作,提高机器人对接触环境的柔顺性,本文对基于六维力传感器的工业机器人控制方法展开研究,使用一种新的重力补偿方法对六维力传感器进行误差补偿,着重解决信息处理、力信息采集以及人机交互等问题,进而开发一个基于六维力传感器的工业机器人力控示教系统。首先,使用Smart300六维力传感器来精确获取机器人末端外部接触力信息。考虑到力控示教系统中传感器的采集位姿不断改变,会影响力信息的感知精度,所以本文以众多传感器误差补偿方法为基础,利用最小二乘法与各坐标之间的相互转换提出一种适合力控示教系统的重力补偿方法,并进行实验来验证其有效性和可行性。其次,使用JLRB20六自由度工业机器人作为执行机构。在传统力位置控制理论基础上,利用六维力传感器将机器人所受外力与其运动参数联系起来,提出一种机器人力/位置控制方法,增强了机器人对接触环境的柔顺性,提升了机器人控制系统对外力信息的追踪效果。最后,在Visual Studio 2015中采用C++/MFC编程,解决信息交互问题,并设计实现力控示教系统的原型系统,对系统人机交互界面进行优化设计。利用力控示教系统对机器人控制方法进行实验,证明其有效性和可行性。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP242;TP212
【部分图文】：

技 大 学 硕 士 学 位 统方案设计的选择择机构的空间自由，选用空间范围更大的六自由了巨轮（广州）智能装备公司的型号为 JLRB人是六自由度关节型串联机器人。在任务操作且其工作范围大、设计结构紧凑、安全防护性示。其系统参数如表 2-1 所示。

轴的活动范围及最大速度A1 165°（2.75rad/s 157°/s）A2 -80°~ +110°（1.96rad/s 112°/s）A3 -110°~ +80°（2.61rad/s 150°/s）A4 180°（3.92rad/s 225°/s）A5 110°（3.14rad/s 180°/s）A6 °（3.92rad/s 225°/s）环境要求 温度 0~45°C湿度 20~80%最大水平工作半径（mm） 1595本体重量（kg） 260JLRB20 工业机器人配套控制软件能与机器人进行实时连接通信，并将机器人所有方法和运动参数在人机交互界面显示，同时程序编辑界面提供功能强大的二次开发，满足机器人的科研需要。软件界面如图 2-3 所示

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文（2）六维力传感器的选择为了较为精确的得到机器人末端所受外力信息，本课题选用了安徽埃力智能科司型号为 Smart300 的六维力传感器作为力控示教系统的力信息采集模块。具体组括六维力传感器、以太网线接口、以及信号放大采集器等组件，如图 2-4 所示，a 维力传感器本体，b 为信号放大采集器，c 为安装法兰及重力负载。如表 2.2 所示为感器的硬件参数指标。a. b. c.
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本文编号：2857488