基于行為動力學的自主軸孔裝配機器人路徑規(guī)劃研究.pdf

1、自主裝配系統(tǒng)是未來智能制造的關鍵組成部分，它不僅能從根本上緩解人口老齡化帶來的用工荒問題，而且能解決裝配過程中人力參與導致的－－致性不好問題。本文針對自主裝自己系統(tǒng)中宏機器人和微乎臺的路徑規(guī)劃任務，采用行為動力學方法對宏機器人末端執(zhí)行器在工作空間的路徑進行規(guī)劃仿真，采用膠囊包圍體對其關節(jié)連桿進行碰撞檢測，并利用極限環(huán)對微平臺自主裝配過程序列進行規(guī)劃建模和仿真。
　　1.自主裝配系統(tǒng)宏機器人工作空間路徑規(guī)劃建模與仿真。參考移動機器人

2、行為-i)J力學模型，根據(jù)宏機器人的構(gòu)型特點，分別提出并建立了宏機器人末端執(zhí)行器位置運動和姿態(tài)運動的行為動力學路徑規(guī)劃模型，并結(jié)合競爭動力學模型對位置運動的趨向目標和躲避障礙行為進行協(xié)調(diào)：在此基礎上，分別對靜態(tài)和動態(tài)工作場景下的行為動力學路徑規(guī)劃模型進行了仿真驗證。結(jié)果表明，在不考慮關節(jié)約束的情況下，行為動力學方法能夠適應宏機器人的路徑規(guī)劃任務。
　　2.自主裝配系統(tǒng)宏機器人關節(jié)空間的碰撞檢測建模與仿真。宏機器人的末端執(zhí)行器位姿是

3、由一系列關節(jié)電機驅(qū)動連桿實現(xiàn)的，在工作場景中的避障不僅僅是末端執(zhí)行器的避障，還需要考慮關節(jié)連桿的避障。首先，建立宏機器人的關節(jié)連桿坐標系，在此基礎上進行正逆運動學分析：其次，基于ODE開源物理引擎函數(shù)庫建立工作場景：最后，運用ODE平臺膠囊體對宏機器人關節(jié)連桿和工作場景中障礙物進行包絡，進行了碰撞仿真分析。結(jié)果表明，基于ODE平臺的宏機器人關節(jié)連桿膠囊包絡體能夠有效地檢測到可能發(fā)生的碰撞。
　　3.微乎臺自主裝配過程序列建模與分析

4、。自主裝配過程是指軸孔能夠依據(jù)其系統(tǒng)感知到的信息，自主進行調(diào)整完成任務。對傳統(tǒng)軸孔自動裝配過程中存在的缺陷進行了分析，并針對軸孔的實際中心線不存在的情況，受動力系統(tǒng)中在演化過程中出現(xiàn)的周期軌現(xiàn)象的啟發(fā)，提出基于極限環(huán)動力系統(tǒng)的微平臺自主裝配過程序列模型，并在此基礎上進行了仿真分析。結(jié)果表明，基于極限環(huán)的微平臺軸孔自主裝配過程序列模型理論上可行。
　　4.進行了宏機器人行為動力學路徑規(guī)劃實驗。根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件，設計了平面二維行為動