6R工业机器人运动学算法的改进

针对工业机器人实时控制中存在的运动学模块计算量大的问题,以垂直六关节工业机器人为研究对象,在建立其逆运动学逆解求解模型的基础上,根据机器人几何结构及解的特点,提出了一种逆解优化搜索算法.提出了在笛卡尔坐标空间对位置和姿态进行综合插补的算法;为了方便客户使用,给出了用户任意坐标系的建立方法及姿态的旋转的表示方法;最后,在实验室6R机械手实验平台上验证了该算法的有效性.实验结果表明,该算法可以使机器人在运动过程中,特别是在曲线插补过程中,使机器人各关节平稳变化,避免关节突变,有更高的精度和运行平缓性.     

基于动量偏差观测器的机器人碰撞检测算法

针对机器人易与进入其工作空间的人或物体发生碰撞的问题,提出一种基于广义动量偏差观测器的碰撞检测方法来提高机器人的安全性。根据机械手广义动量与外力矩之间具有解耦性的特点,该检测算法设计了动量偏差观测器来间接获取碰撞力,并通过性能调整函数进一步改进观测器动态响应特性,进而判定碰撞是否发生。该碰撞检测算法无需外加传感器,也无需计算或检测加速度信息,可以有效避免加减速过程对碰撞检测的影响,只需检测机器人关节电机的驱动电流及编码器反馈的位置信息,即可实现碰撞实时检测。仿真和实验表明,该算法在实时性方面达到了预期要求,加减速过程对碰撞检测的扰动很小,而且能提供碰撞发生的大致位置和方向信息,对进一步的安全控制具有重要意义。