文档介绍：摘要随着科学技术的发展和社会的进步,机器人的运用越来越普及,机械手被广泛应用于自动化生产的各行各业中,机械手的研究取得了很大的进展。出于对图像采集处理和机械手运动精度的需求,基于视觉反馈的机械手的轨迹优化方面的控制就显得非常重要。本文所用的实验平台为突凳郑恼率紫榷曰凳终鲈动控制系统进行硬件设备的分析和搭建,分析了机械手的运动学问题,建立好机械手的运动学模型并在此基础上实现了瓾法的运动学求解,接着建立了基于瓾参数的位姿误差模型,对机械手的位姿误差进行了分析,添加了视觉反馈装置,实现图像的处理和图像空间的转换,得到目标物体的三维坐标以及机械手末端夹手的实际位置,从而根据视觉反馈信息对误差进行校正,最后在此基础上分析轨迹规划原理,讨论多种轨迹规划方法,实现了机械手的运动轨迹优化控制。关键词:机械手、图像处理、运动学、轨迹规划、误差浙江大学硕士学位论文
鷌曲,.,一..,.,,甋瓵琁,,——浙江大学硕士学位论文’.畉瑃琒狧.:,
第滦髀机器人的定义和分类机器人是当今工业的重要组成部分,它们能够精确地执行各种各样的任务何操作,然而要给机器人下个合适的和人们普遍认同的定义是困难的。如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较,可发现两者非常相似。它们都具有多个连杆,连杆通过关节依次连接,关节由驱动器驱动。在这两个系统中,操作机的“手”都能在空中运动并可以运动到工作空间的任何位置,他们都能承载一定的负荷,并且都用一个中央控制器控制驱动器。然而,它们一个称为机器人,另一个称为操作机簿褪瞧鹬鼗,两者最根本的不同是起重机是由人来控制驱动器,而机器人操作手是由计算机编程控制,机器人的动作受计算机监控的控制器所控制,该控制器本身也运行某种类型的程序,程序改变了,机器人的动作就会相应改变。为了规定技术、开发机器人新的工作能力和比较不同国家和公司的成果,就需要对机器人这一术语有某些共同的理解。国际上关于机器人的定义主要有如下几种:一、英国简明牛津字典的定义。机器人是“貌似人的自动机,具有智力的和顺从与人的但不具有人格的机器”。二、美国机器人协会亩ㄒ濉;魅耸恰耙恢钟糜谝贫髦植牧稀零件、工具或者专用装置的,通过可编程序动作来执行种种任务的,并具有编程能力的多功能机械手薄三、美国国家标准局亩ㄒ濉;魅耸恰耙恢帜芄唤斜喑滩⒃自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。四、日本工业机器人协会的定义。工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器的,能够转动并且通过自动完成各种移动来代替人类劳动或者分为两种情况来定义;⒐ひ祷魅耸恰耙恢帜芄恢葱杏肴说纳现手和臂嗨贫鞯亩喙δ的通用机器”。机器”。浙江大学硕士学位论文
⒅悄芑魅耸恰耙恢志哂懈芯鹾褪侗鹉芰Γ⑶夷芄豢刂谱陨硇形5幕五、国际标准化组织亩ㄒ濉;魅耸恰耙恢肿远摹⑽恢每煽六、关于我国机器人的定义。随着机器人技术的发展,我国也面临讨论和制定关于机器人技术的各项标准问题,包括对机器人的定义。蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置”。上述各种定义有共同之处,即认为机器人袢嘶蛉说纳现ǎ⒛苣7人的动作具有智力或感觉与识别能力;侨嗽斓幕骰蚧档缱幼置。随着机器人的进化和机器人智能的发展,这些定义都有修改的必要,甚至对机器人重新定义。机器人的分类方法有很多,主要有三种分类法,即分别按照机械人的几何结构、机器人的控制方式、以及机器人的信息输入方式来分。凑栈凳值募负谓峁估捶机器人的机械手的机械配置形式很多,最常见的结构形式是用其坐来描述的。这些坐标结构包括笛卡儿坐标结构、柱面坐标结构、极坐标结构、球面坐标结构和关节式球面坐标结构等,其中柱面、球面和关节式球面坐标结构是最孀昊魅恕V孀昊魅酥饕S纱怪敝印⑺绞直或机械手偷鬃钩伞K交凳肿霸诖怪敝由希茏杂缮焖酰⒖裳刈糯怪柱子上下运动。垂直柱子安装在底座上,并与水平机械手一起可以在底座上移动,这种机器人的工作区间就形成一段圆柱面。蛎孀昊魅恕U庵只凳帜芄蛔骼锿馍焖跻贫⒃诖怪逼矫嫔面上转动,这种机器人的工作区间形成球面的一部分。亟谑角蛎孀昊魅恕U庵只魅酥饕S傻鬃蚯伞⑸媳酆颓氨构成。上臂和前臂可以在通过底座的垂直平面上运动,在前臂和上臂间,机械手有个肘关节,在上臂和底座间有个肩关节。在水平平面上的旋转运动既可以由肩关节进行,也可以绕底座旋转来实现。这种机器人的工作区间可以形成球器。”的、具有编程能力的多功能机械手,这种机械手具有几个轴,能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置,以执行种种任务”。常见的三种机器人几何结构。一浙江大学硕士学位论文
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