● 摘要
合作机器人(collaborative robot简称cobot)是一种与人在同一作业空间内直接进行物理合作的新型机器人。它继承了传统工业机器人精度高承载能力强的特点，同时发挥了人的灵活性特点，使人和机器人在同一作业空间合作。cobot的突出特点是以被动约束方式工作，关节动力机构不驱动关节运动，而只是改变关节之间的转速比，操作者提供cobot末端运动的力，cobot的控制系统对其末端轨迹进行约束控制。论文研究了一种4自由度的cobot，并根据其特性设计了基于可变容积的连续变速传动机构，并用于cobot关节。设计了变量泵伺服控制系统和基于阻抗控制的提升系统。研究了cobot的虚拟轨迹控制方法，并对cobot进行了运动学和动力学的分析与仿真，设计了控制系统。具体内容如下：首先设计了基于虚拟墙理论的cobot机构，并建立了cobot模型以及用于cobot关节的串联变量泵及其伺服控制系统。设计了基于阻抗控制的重物提升装置模型，进行校正设计得到了比较理想的控制器参数，建立了仿真模型并进行了仿真分析。然后对cobot进行了正运动学和逆运动学分析，根据给出的算法进行了基于Matlab的仿真分析，给出了cobot的雅克比矩阵。对cobot分别进行了单关节和完整的动力学分析。根据cobot的特性给出了虚拟轨迹控制算法，并进行了cobot跟踪给定直线轨迹的仿真，验证了cobot的可靠性。最后总结前面的分析方法和仿真结果，设计了一种符合cobot特点的控制方案。采用基于虚拟仪器和DSP的控制系统，给出了一部分硬件电路，并设计了软件流程。关键词：合作机器人，虚拟轨迹，连续变速传动，伺服控制
相关内容
相关标签