双工业机器人不同约束下协同运动轨迹规划

针对双工业机器人协作过程中的轨迹规划问题,对IRB200机器人进行建模,并求解机器人的正逆运动学。结合求解的正逆运动学提出紧约束下耦合运动和松约束下叠加运动算法。紧约束将机器人末端执行器之间建立不变的约束关系,实现机器人末端执行器之间产生耦合运动;松约束将机器人末端执行器之间建立随时间变化的约束关系,实现机器人末端执行器之间产生叠加运动。最终在MATLAB中分别进行协同搬运、协同绘制“铜钱”仿真实验验证算法,从姿态图、轨迹图及从机器人理论位置和实际位置对比能够看出,在不考虑机械误差、标定误差及机器人制造误差的情况下能够满足相关任务要求,实现从机器轨迹的自适应规划,避免对双工业机器人分别进行轨迹规划。     

双机器人不同约束下的协调运动轨迹规划方法的研究

随着工业机器人在各行各业的广泛使用,单个机器人已不能满足大规模工件的搬运、复杂焊接和孔轴组装等要求。在双机器人的研究中,最重要的问题就是如何保证双机器人间的运动满足时间和空间约束,也就是双机器人的多重运动协调。文章用两台机械臂协同搬运和协同写字的实例分别分析了紧约束和松约束下的协同运动,对其运动学协调关系进行分析,通过工件或主体运动轨迹研究机器人约束关系,构建两双机协同体系;在Matlab中进行稳定性验证,并对所提出的理论进行可靠性验证。     

双机器人协同搬运运动学分析及路径规划

建立了双机器人协同搬运工位站,对双机器人协同变姿态与定姿态搬运两种运动模式进行研究,并对双机器人之间的协同运动做了理论分析,提出了一种新的双机器人协同搬运的运动学约束方法。采用D-H变换矩阵法对双机器人协同搬运系统建立连杆坐标系并求出正运动学方程,然后,求出协同工作空间,在工作空间内添加了较复杂空间螺旋线的路径规划方案,在MATLAB中可以得到规划结果。根据规划的搬运工件轨迹求出主、从机器人逆运动学的各个关节角值。最后采用SolidWoks与MATLAB联合仿真实验平台进行仿真验证,实验结果证明了所提出方法的有效性。     

多机器人系统无内力抓取动载实时规划的研究

当机器人系统在协调操作一个物体时，为防止物体在操作过程中产生太大的变形，在驱动电机约束条件下，提出了一种无内力动载实时规划的方法。该方法首先基于物体空间，把求解动载分配系数的问题转化为二次非线性规划问题，然后基于关节空间确定机器人各个关节输入力矩。最后以两个机器人协同搬运一物体为例，进行了无内力抓取动载实时规划。该方法简单易行，适应于多机器人系统实时控制。     

基于V-REP的双机器人协同运动仿真与实验研究

针对目前国内外机器人建模和仿真能力较差,软件功能扩展性和开放性较差,无法满足机器人协同控制要求的现状,提出了一种基于V-REP的双机器人协同运动控制方法.首先在仿真软件中建立机器人模型并生成运动路径,通过逆向运动学计算获取协同搬运路径对应的关节参数,然后在V-REP软件中建立双机器人模型,并通过Lua脚本语言控制双机器人进行协同运动仿真.采用所提出的方法对双机器人协同搬运过程进行仿真和实验,结果表明该方法有效可行,为以后的其他机器人运动仿真提供了参考.     

基于自适应阻抗模型的双机器人协调搬运内力控制

针对双机器人协调搬运作业中的内力控制问题,建立内力的数学模型,提出基于自适应阻抗模型的从机器人单端调节的内力控制策略,设计仿真和实验的任务场景:双机器人搬运箱体完成抬起、移动、放下的运动轨迹,对物体z轴方向的内力进行控制.仿真模拟了物体所受内力的变化,给定物体z轴方向的正弦位置误差信号并进行验证,完成了双机器人协调搬运的物理实验.结果表明:所提出的内力控制策略可以有效地把物体所受的内力控制在期望水平上.     

基于自适应阻抗模型的双机器人协调搬运内力控制

针对双机器人协调搬运作业中的内力控制问题,建立内力的数学模型,提出基于自适应阻抗模型的从机器人单端调节的内力控制策略,设计仿真和实验的任务场景:双机器人搬运箱体完成抬起、移动、放下的运动轨迹,对物体z轴方向的内力进行控制.仿真模拟了物体所受内力的变化,给定物体z轴方向的正弦位置误差信号并进行验证,完成了双机器人协调搬运的物理实验.结果表明:所提出的内力控制策略可以有效地把物体所受的内力控制在期望水平上.     

基于单目视觉的双机器人协同标定技术

由于机器人的基坐标系隐藏在底座内部,导致双机器人基坐标系间位姿关系的测量变得十分困难,而该关系作为机器人离线编程、协同控制的基石,对于多机器人系统的正常工作至关重要。为此提出了基于单目视觉的协同标定方法,利用单目视觉和棋盘格标定板求解双机器人基坐标系间位姿相对关系并使用激光跟踪仪标定法作为对照对双机器人基坐标系关系进行了标定,并通过双机器人位姿协同实验对标定的结果进行验证,最终得到基于单目视觉的协同标定方法所对应的双机器人位置协同误差最大值为1.278 mm,最小值为0.601 mm;姿态协同误差最大值则为0.481°。     

大型部件的多机器人合作搬运协同导引控制

针对大质量、大尺寸、低刚度的异形大部件,采用多机器人的合作搬运方式具有显著的作业灵活性和工况适应性。研究了单目-双驱动、双目-双驱动、双目-多运动副全向等合作搬运导引控制构型,建立了多输入-多输出的运动控制模型;采用领航者-跟随者策略设计了协同路径跟踪控制方法,该方法包括偏差转化预测控制+参数模糊调节的同构架构,以及模型预测控制+反演控制+参数强化学习的异构架构。最后,为进行导引控制实验开发了多机器人合作搬运原型系统,实验结果验证了所提构型、模型、架构与方法的可行性和有效性。     

多机器人联合吊运系统可行域分析

针对多机器人协同吊运某物体的闭运动链的协调系统,定义了位置可行域和姿态可行域。对于定绳长、固定基多机器人联合吊运系统,通过物体的受力分析确定出可行域边界受力条件,由物体位置反解机器人末端位置得出可行域的大致范围。在Matlab中,基于蒙特卡罗算法,求解出精确的可行域。该方法避免了直接由工业机器人关节角求解可行域时变量太多、运算复杂的问题,为实现特定吊运轨迹的多机器人吊运系统构型设计提供了参考价值。