移动机械臂对运动受限物体操作的规划与控制

发布时间：2016-11-12 07:30

  本文关键词：移动机械臂对运动受限物体操作的规划与控制，，由笔耕文化传播整理发布。

《上海交通大学》 2015年

移动机械臂对运动受限物体操作的规划与控制

郭维  

【摘要】：移动机械臂是由移动平台和机械臂组合而成的系统,同时具有移动机器人的优点和机械臂的优点。这种组合使得其既能够像移动机器人一样随意移动,又具备机械臂的灵巧性,被广泛应用于工业生产、国防和家政服务。如今,越来越多的智能传感器被应用在机器人领域,使得移动机器人和机械臂的功能更强,更智能,应用也更为广泛。本文研究的移动机械臂为安装有机械臂的轮椅,在机械臂末端带有6轴力/力矩传感器,该系统设计的目的是协助行动不便的老年人/残疾人完成某些任务或者独立完成一部分日常操作,在老龄化问题越来越严重的今天,该研究具有非常重要的意义。对用于家居环境的移动机械臂,由于其环境的特殊性,需要频繁地与环境进行交互操作,而操作运动受限机构又是交互操作的难点,我们生活中存在很多运动受限的机构,如抽屉、门等,因此,本文主要研究移动机械臂系统对运动受限物体的操作。移动机械臂是一个高度冗余的系统,由于移动平台的存在整个系统存在非完整性约束,而且家具环境具有不确定性,门的种类繁多,模型未知等因素使得控制移动机械臂开门难度增大。本文在结合力/力矩控制的条件下,对移动机械臂的运动轨迹进行优化,提出了一种可以提高系统可操作性的开门方法。该方法将移动平台和机械臂当作一个整体系统,并且在开门过程中考虑系统的可操作性,使得机械臂在操作门的时候,移动平台会根据可操作性调整运动轨迹从使得系统的可操作性能得到提高。可操作性对提高移动机械臂系统灵敏度,控制性能以及规避奇异位置具有非常重要的作用。文章给出了具体算法,并且通过仿真和实物实验验证了该方法的有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP241
【目录】：

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