双机械臂协同运动规划方法研究
发布时间：2021-08-06 14:40
随着现代工业的发展和科学技术的进步,机器人技术已经渗透到了社会的各个领域。但传统的单臂机器人受制于环境,随着人们对工业、医疗、服务水平要求的不断提高,人们迫切希望机器人可以如人一样进行更为复杂精细的劳动。因此,亟需展开对双臂机器人相关技术的研究。由于ROS（Robot Operation System）开源机器人操作系统相比于许多传统的机器人开发系统具有更方便的通讯机制与更为友好的开发环境。所以,本论文主要基于ROS对双机械臂系统实验平台进行搭建并对双臂系统碰撞检测以及运动规划相关方法展开研究。首先,本文针对UR5机械臂运动学进行建模,采用数值法和分析法两种方法,并进行性能对比分析。分析了UR5的奇异性。其次,基于ROS搭建双机械臂系统仿真与实物平台,并在Rviz中显示。建立机械臂与上位机之间的联系,选择节点间通讯的消息类型,配置可实现机械臂运动规划的ROS主程序库Move It!,并基于Move It!进行运动规划实验。然后针对双机械臂在运动过程中可能发生碰撞的问题进行碰撞检测研究,针对层次包围盒法中的AABB和OBB算法进行研究,考虑双机械臂系统的特定空间结构,采用球体胶囊体包围盒...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国RethinkRobotics公司Baxter日本ASIMO仿人双臂机器人：
图 1-2 日本 ASIMO 仿人机器人瑞士 YuMi 柔性双臂机器人：2014 年 9 月，ABB 发布了世界首台真正实现人机进行协作的双臂机器人YuMi。此款双臂机器人具有人性化视觉与触觉功能的设计，能够完美的实现人机协作工作[22]。YuMi 的双臂灵巧，并以软性材质包裹，同时具备新型力传感技术，具有更安全的操作环境。YuMi 还具有高灵敏度，双臂极其灵活，臂展能够达到 1.6 米，每个手臂有 7 个轴，可以举起 0.45 千克以内的小物件，适用于各种精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包装、测试等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 编程语言，功能非常强大，实现了单个控制器对双臂的协同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化开发的可能；调试环境RobotStudio 提供了强大的离线调试环境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供实时的抓取力和抓取位置反馈；可选配真空吸盘，和康耐视的 AE2 嵌入式智能摄像头；
图 1-2 日本 ASIMO 仿人机器人瑞士 YuMi 柔性双臂机器人：2014 年 9 月，ABB 发布了世界首台真正实现人机进行协作的双臂机器人YuMi。此款双臂机器人具有人性化视觉与触觉功能的设计，能够完美的实现人机协作工作[22]。YuMi 的双臂灵巧，并以软性材质包裹，同时具备新型力传感技术，具有更安全的操作环境。YuMi 还具有高灵敏度，双臂极其灵活，臂展能够达到 1.6 米，每个手臂有 7 个轴，可以举起 0.45 千克以内的小物件，适用于各种精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包装、测试等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 编程语言，功能非常强大，实现了单个控制器对双臂的协同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化开发的可能；调试环境RobotStudio 提供了强大的离线调试环境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供实时的抓取力和抓取位置反馈；可选配真空吸盘，和康耐视的 AE2 嵌入式智能摄像头；
【参考文献】：
期刊论文
[1]双臂空间机器人捕获运动目标的自主路径规划[J]. 徐文福,刘厚德,李成,张金涛,梁斌. 机器人. 2012(06)
[2]新松机器人产业发展及应用[J]. 徐方,邹风山,郑春晖. 机器人技术与应用. 2011(05)
[3]空间机械臂技术及发展建议[J]. 于登云,孙京,马兴瑞. 航天器工程. 2007(04)
[4]全球工业机器人产业现状与趋势[J]. 顾震宇. 机电一体化. 2006(02)
[5]服务机器人的发展[J]. 肖雄军,蔡自兴. 自动化博览. 2004(06)
[6]工业机器人的现状与发展趋势[J]. 张效祖. 世界制造技术与装备市场. 2004(05)
[7]轮式移动宜人机器人技术研究[J]. 赵铁军,赵明扬,吴镇炜. 组合机床与自动化加工技术. 2004(02)
[8]基于合作的冗余度双臂机器人的避碰研究(英文)[J]. 战强,何延辉,陈明. Chinese Journal of Aeronautics. 2003(02)
[9]工业机器人的现状及发展趋势[J]. 马光,申桂英. 组合机床与自动化加工技术. 2002(03)
[10]双臂机器人协调运动在线控制的算法实现[J]. 陈安军. 西南师范大学学报(自然科学版). 2001(04)
博士论文
[1]面向救援任务的双臂机器人协作运动规划与控制方法研究[D]. 王美玲.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]智能移动机器人导航策略研究与实现[D]. 李灿.浙江工业大学 2013
[2]多机械臂系统协调控制研究[D]. 丁楠.上海交通大学 2012
[3]智能服务机器人软件系统设计[D]. 陈钰键.东北大学 2011
本文编号：3325960
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国RethinkRobotics公司Baxter日本ASIMO仿人双臂机器人：
图 1-2 日本 ASIMO 仿人机器人瑞士 YuMi 柔性双臂机器人：2014 年 9 月，ABB 发布了世界首台真正实现人机进行协作的双臂机器人YuMi。此款双臂机器人具有人性化视觉与触觉功能的设计，能够完美的实现人机协作工作[22]。YuMi 的双臂灵巧，并以软性材质包裹，同时具备新型力传感技术，具有更安全的操作环境。YuMi 还具有高灵敏度，双臂极其灵活，臂展能够达到 1.6 米，每个手臂有 7 个轴，可以举起 0.45 千克以内的小物件，适用于各种精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包装、测试等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 编程语言，功能非常强大，实现了单个控制器对双臂的协同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化开发的可能；调试环境RobotStudio 提供了强大的离线调试环境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供实时的抓取力和抓取位置反馈；可选配真空吸盘，和康耐视的 AE2 嵌入式智能摄像头；
图 1-2 日本 ASIMO 仿人机器人瑞士 YuMi 柔性双臂机器人：2014 年 9 月，ABB 发布了世界首台真正实现人机进行协作的双臂机器人YuMi。此款双臂机器人具有人性化视觉与触觉功能的设计，能够完美的实现人机协作工作[22]。YuMi 的双臂灵巧，并以软性材质包裹，同时具备新型力传感技术，具有更安全的操作环境。YuMi 还具有高灵敏度，双臂极其灵活，臂展能够达到 1.6 米，每个手臂有 7 个轴，可以举起 0.45 千克以内的小物件，适用于各种精密度高的工作，可完成 3C 部件及其他小件的包装、测试等。YuMi 采用 ABB IRC5 控制器，RAPID 编程语言，功能非常强大，实现了单个控制器对双臂的协同控制，ABB 的 sdk 也提供了定制化开发的可能；调试环境RobotStudio 提供了强大的离线调试环境[23]。YuMi 官配的抓手提供伺服抓取功能，可以提供实时的抓取力和抓取位置反馈；可选配真空吸盘，和康耐视的 AE2 嵌入式智能摄像头；
【参考文献】：
期刊论文
[1]双臂空间机器人捕获运动目标的自主路径规划[J]. 徐文福,刘厚德,李成,张金涛,梁斌. 机器人. 2012(06)
[2]新松机器人产业发展及应用[J]. 徐方,邹风山,郑春晖. 机器人技术与应用. 2011(05)
[3]空间机械臂技术及发展建议[J]. 于登云,孙京,马兴瑞. 航天器工程. 2007(04)
[4]全球工业机器人产业现状与趋势[J]. 顾震宇. 机电一体化. 2006(02)
[5]服务机器人的发展[J]. 肖雄军,蔡自兴. 自动化博览. 2004(06)
[6]工业机器人的现状与发展趋势[J]. 张效祖. 世界制造技术与装备市场. 2004(05)
[7]轮式移动宜人机器人技术研究[J]. 赵铁军,赵明扬,吴镇炜. 组合机床与自动化加工技术. 2004(02)
[8]基于合作的冗余度双臂机器人的避碰研究(英文)[J]. 战强,何延辉,陈明. Chinese Journal of Aeronautics. 2003(02)
[9]工业机器人的现状及发展趋势[J]. 马光,申桂英. 组合机床与自动化加工技术. 2002(03)
[10]双臂机器人协调运动在线控制的算法实现[J]. 陈安军. 西南师范大学学报(自然科学版). 2001(04)
博士论文
[1]面向救援任务的双臂机器人协作运动规划与控制方法研究[D]. 王美玲.中国科学技术大学 2015
硕士论文
[1]智能移动机器人导航策略研究与实现[D]. 李灿.浙江工业大学 2013
[2]多机械臂系统协调控制研究[D]. 丁楠.上海交通大学 2012
[3]智能服务机器人软件系统设计[D]. 陈钰键.东北大学 2011
本文编号：3325960
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