六自由度機(jī)械臂阻抗控制方法研究.pdf

1、我國(guó)的制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)，2015年提出了“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略計(jì)劃，機(jī)器人作為戰(zhàn)略計(jì)劃中十大優(yōu)先發(fā)展行業(yè)之一，在過(guò)去幾年里機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)十分迅速。機(jī)械臂是機(jī)器人的一種，在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、軍事及日常生活領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。在目前的工業(yè)生產(chǎn)中，主要使用機(jī)械臂完成簡(jiǎn)單的軌跡規(guī)劃任務(wù)，對(duì)于切削、磨光、裝配等需要物理接觸的任務(wù)，需使用柔順控制才能成功完成操作，因此柔順控制成為機(jī)械臂的熱點(diǎn)及重要研究方向。本文系統(tǒng)地研究了機(jī)械臂

2、的柔順控制中的阻抗控制方法，并在REbot-V-6R六自由度機(jī)械臂上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂具有力控制的漢字書(shū)寫(xiě)任務(wù)。
　　首先，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制及力采集系統(tǒng)，并對(duì)測(cè)量的力信號(hào)進(jìn)行處理。分析了REbot-V-6R機(jī)械臂的硬件系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)了機(jī)械臂末端六維力/力矩傳感器信息采集系統(tǒng)，對(duì)力信號(hào)中的噪聲進(jìn)行分析，確定噪聲信號(hào)為高斯白噪聲，使用卡爾曼濾波進(jìn)行處理，并進(jìn)行了重力補(bǔ)償。
　　然后，研究

3、了機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃方法。建立了六自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，用改進(jìn)的Pieper算法對(duì)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解;研究了直線、圓弧及二次樣條插值算法;并進(jìn)行了軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)械臂可以實(shí)現(xiàn)高精度的位置跟蹤。
　　最后，研究了機(jī)械臂的阻抗控制方法?；贛atlab/Simulink和Robotic Toolbox開(kāi)發(fā)了機(jī)械臂的仿真控制系統(tǒng)并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn);設(shè)計(jì)了基于位置的阻抗控制器與模型參考自適應(yīng)阻抗控制器并在機(jī)械臂上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)