基于运动性能分析的双臂冗余度机器人协调运动研究

为了提高双臂冗余度机器人在其交互工作空间中的协调运动能力,以ABB YuMi为例,提出了一种计算简便并且能够有效反映双臂协调运动灵活性的性能指标。利用D-H法建立了YuMi机器人的运动学模型,分析了双臂可操作度的分布情况,分别研究了两种协调运动方式的运动学约束关系以及相应的运动控制规律,基于灵活性分析构建了双臂协调装配电机转子与轴承以及字母绘制的任务,通过仿真和实验验证了本文双臂可操作度指标的有效性及协调运动规划方法的正确性。

冗余度双臂机器人协调避障算法

针对冗余度双臂机器人协调操作的避障规划问题,提出了一种基于自运动特性的避障算法。引入用于描述协调操作任务的绝对位姿变量和相对位姿变量,构造出对应于协调操作任务的雅可比矩阵,在此基础上,得到了用于避障的冗余度双臂机器人运动学逆解,使得冗余度双臂机器人能够同时完成两个机械臂的避障任务和末端的协调操作任务。最后,通过对一个冗余度双臂机器人的仿真试验,对算法的正确性进行了验证。结果表明,机器人与障碍物的最近距离大于0.015 m,并且机器人可以准确地完成末端的协调操作任务,关节运动连续、平稳。

冗余度双臂机器人协作策略下实时避障算法

针对冗余度双臂机器人协调操作过程中机械臂本体避障及躲避环境障碍问题,提出了基于冗余机械臂自运动特性的双臂机器人协作策略下实时避障算法。首先,利用障碍物在机械臂连杆上的投影矢量筛选掉不会避碰杆件,再计算可能避碰杆件与障碍物的最短距离;其次,根据双臂协作的运动学约束关系,得到冗余度双臂机器人协调搬运避障的运动学逆解;再次,引入梯度“安全距离”和两个避障因子,实时改变机械臂的避障速度,使机器人末端完成协作任务以及双臂实时自避碰及躲避环境障碍物的任务;最后,利用冗余度双臂机器人进行仿真及实验。结果表明:双臂机器人末端执行器执行协作任务的同时机器人双臂可以躲避障碍物,且各关节运动连续、平稳。

基于轴孔装配的机械操作臂手爪的设计研究

根据冗余度双臂机器人对轴孔装配的操作要求,在对机械手爪的设计分析基础上,进行了基于轴孔装配的机械手爪的设计研究。