面向双机器人打磨过程的运动规划研究

针对双机器人轮毂打磨系统的运动规划问题,建立双机器人协调相对运动的运动位姿约束模型,并利用激光跟踪仪及七点法的标定方式分别解决模型中对于双机器人基座标系和工具坐标系的标定问题。选取轮毂边缘面,搭建仿真平台对运动模型进行验证,最后搭建基于dSPACE控制器的双机器人协调打磨实验平台,进行了协调打磨位置跟踪实验,结果表明:打磨机器人位置跟踪精度在4 mm以内,证明了模型的准确性与可行性。

基于三维点云的双机器人协作打磨轨迹规划研究

针对轮毂工件在单机器人打磨过程中作业空间受限、空间打磨轨迹复杂等问题,本文对夹持轮毂机器人和打磨机器人组成的双机器人协作打磨的轨迹规划展开研究。首先,建立双机器人协作打磨坐标系和待打磨点、打磨工具位姿数学模型,分析双机器人运动学约束关系;其次,将轮毂三维点云模型的点云坐标系姿态标准化,把轮毂表面最大主曲率绝对值作为拟合曲面曲率的估计值,并令其作为衡量标准来提取点云特征线,获得精确的空间打磨轨迹。在Matlab/Simulink上搭建仿真实验平台验证方案的可行性,结果表明:所建立的平台能实现双机器人打磨的轨迹规划和协调运动,且预设打磨轨迹与运动轨迹一致,运动状态连续,满足双机器人协作打磨的要求。

基于双机器人打磨平台控制系统设计

根据轮毂的结构特点,采用“分类分区”的策略对轮毂不同区域制订打磨方案.重点对打磨空间受限且打磨轨迹复杂的轮毂孔端面区域,提出一种基于双机器人协作打磨的方案,并对双机器人协作控制系统进行详细地设计与介绍.采用基于模型设计的方法完成双机器人控制系统的设计与开发,并进行机器人打磨轨迹跟踪和轮毂恒力打磨试验.试验结果表明:一台dSPACE控制器可以实现双机器人控制,完成打磨轨迹跟踪且打磨接触力误差在±5 N范围内,满足轮毂打磨需求.

一种新型的手推式多功能种子穴播机设计与试验

为适应我国西北地区农民对农作物播种多样性的需求,解决传统穴播机播种功能单一、机器在换种时操作繁琐且种子清除不彻底的问题,设计了一种手推式多功能种子穴播机。采用储种室与播种轮分离的模式,解决了现有机器在换种时原有种子不易取出和彻底清除的问题。田间验证试验表明:新型手推式多功能种子穴播机在整地后播种,其空穴率、穴粒数合格率、播种深度均合格,满足农作物种植的农艺技术要求,换种时操作简便的需求,提高了播种机的实用性。

面向机器人抓取的双目视觉单步多目标检测方法应用研究

针对工业机器人的抓取技术普遍采用离线示教的方式,目标物的改变就会导致抓取不准的问题,研究了一种面向机器人抓取的双目视觉单目多目标检测方法,强化了机器人的抓取能力;首先搭建机器人抓取视觉检测系统,系统采用双目测距模型定位深度,单步多目标检测器定位像素坐标;通过相机标定和eye-to-Hand手眼标定将图像中的像素坐标以及双目测距模型的深度坐标转换为机器人基坐标的位姿,建立机器人运动学模型完成机器人基坐标到机器人末端坐标的转换,通过ROS实现上位机与机器人通讯,并将定位结果发送给ROS;经过多次实验,表明方法的目标检测误差在3.5 mm以内,深度误差在1.2 mm之内,具有很好的实用推广价值。

视觉引导下协作机器人抓取技术研究

针对在多物体复杂抓取场景下,协作机器人如何实现能在人机共融的环境中精确抓取特定目标工件及自主避障的问题,提出了一种基于监督学习的视觉引导下的协作机器人抓取方法;首先利用监督学习算法训练和处理待抓取物图像信息,完成对抓取目标特征的快速识别与定位;然后将抓取物的定位信息通过串口通信协议传输给ROS系统控制机器人完成运动规划和避障运动进行精确抓取;经多次实验测试,表明基于监督学习方法对待抓取物体定位准确,协作机器人可以准确抓取目标物,方法具有一定的实际应用价值。

双臂机器人的轨迹跟踪控制方法研究

针对工件在实际加工中打磨空间局限、精度不高等问题,为提高机器人作业的轨迹跟踪效果,提出一种双臂机器人轨迹跟踪控制方法。以轮毂打磨为研究背景,主从架构中夹持机器人采用PD控制,夹持待打磨工件进行位置跟踪运动控制;打磨机器人采用基于位置的阻抗控制,实现力控和末端位置补偿,提高定位精度。基于MATLAB/Simulink设计仿真模型验证可行性,并完成实验验证。实验结果表明:当机器人末端在外界干扰力作用下,能自适应地跟踪及修正轨迹,满足双臂机器人轨迹跟踪控制的要求。

基于dSPACE的工业机器人运动控制系统仿真分析及实验

针对用ER20-1700机械臂实现运动控制,提出了一种有效的控制方法;首先对ER20-1700机器人的三维建模进行运动学分析建立DH参数表算出机器人的逆解,再把SolidWorks中的三维模型用插件导入Simulink中快速搭建机械控制模型,然后搭建并改良电机驱动物理模型,补全整个控制模型,实现机械臂Simscape正逆解仿真;把算好的逆解用编程的方式写入MATLAB中用robotics tool中进行仿真模拟,并将其与Simulink中的仿真结果进行对比;通过编写函数程序在MATLAB中实现机械臂走直线和画圆的轨迹规划;通过搭建实验平台,使用dSPACE作为控制器把之前的控制模型转化为代码导入其中以实现机械臂的快速控制,控制机器人做直线和画圆运动,记录轨迹规划和实际机械臂所走的数据导入MATLAB绘制成图;实验结果表明:走直线和走圆时,最大跟踪误差小于3 mm,控制方法可行有效。

一种三自由度并联机器人运动控制系统性能分析及仿真

针对3UPS-UP并联机构实现运动控制,提出一种有效的控制方法。首先对3UPS-UP并联机构的三维建模进行运动学分析利用封闭矢量法算出机器人的逆解,再把并联机器人用ANSYS做固有频率与谐响应分析;得出刚度性能与稳定性对控制系统的要求。通过Solid Works中的三维模型用插件导入Simulink中快速搭建机械控制模型,然后搭建并改良电机驱动物理模型,补全整个控制模型;同时搭建经典PID与模糊PID两套控制系统并做对比分析,最后用模糊PID配合之前搭建的控制模型进行仿真。