AmigoBot機(jī)器人協(xié)同操作控制研究.pdf

1、目前，雖然在某種程度上單體機(jī)器人的能力、靈活性和可靠性已有很大地提高，但是，隨著社會(huì)生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，人們的需求也不斷提高，使得單個(gè)機(jī)器人將難以完成一些復(fù)雜的、需要高效率處理的任務(wù)。近年來(lái)，對(duì)機(jī)器人的研究越來(lái)越豐富，而多機(jī)器人的研究已經(jīng)成為機(jī)器入學(xué)研究的一個(gè)重要方面。群體機(jī)器人是一類特殊的多機(jī)器人，但與多機(jī)器人相比，群體機(jī)器人系統(tǒng)具有較強(qiáng)的優(yōu)越性能，如并行性、柔性、魯棒性等。我們熟知，現(xiàn)實(shí)生活中許多工作都存在著分工和協(xié)作，這需要通過(guò)多人的

2、合作才能夠完成。同樣，利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)復(fù)雜工作時(shí)，也需要通過(guò)多個(gè)機(jī)器人的共同合作才能夠完成。
　　本文的研究方向是機(jī)器人的協(xié)同控制。在群體機(jī)器人系統(tǒng)中，協(xié)同控制屬于它的高級(jí)控制任務(wù)，也是研究它的關(guān)鍵技術(shù)。協(xié)同操作控制是評(píng)價(jià)群體機(jī)器人系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。協(xié)同操作被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品裝配、物件搬運(yùn)、航空航天等領(lǐng)域，因此具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文是借助于AmigoBot機(jī)器人來(lái)研究?jī)蓚€(gè)主從機(jī)器人的協(xié)同操作，將協(xié)同操作分為協(xié)同

3、搜索和協(xié)同搬運(yùn)兩種行為。協(xié)同搜索是不同位置的兩個(gè)主從機(jī)器人在避開靜態(tài)障礙物的情況下，協(xié)同搜索目標(biāo)小球;協(xié)同搬運(yùn)是這兩個(gè)主從機(jī)器人在同樣的環(huán)境中，將小球協(xié)同搬運(yùn)到指定位置，在此過(guò)程中保證小球不掉落，協(xié)同搜索和協(xié)同搬運(yùn)是連續(xù)的。本文實(shí)現(xiàn)了這兩種行為，并通過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所用方法的有效性。
　　本文主要完成了以下三個(gè)方面的內(nèi)容:
　　(1)協(xié)同操作需要一定的策略及方案，因此本文通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法以及路徑跟蹤方法的比較

4、及分析，確定了協(xié)同搜索和協(xié)同搬運(yùn)過(guò)程中分別使用的方法及協(xié)同操作方案。
　　(2)建立了AmigoBot機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和仿真的空間環(huán)境模型，利用RRT算法實(shí)現(xiàn)了主從機(jī)器人的協(xié)同搜索，并且通過(guò)MATLAB仿真驗(yàn)證了RRT算法的有效性。
　　(3)建立了協(xié)同搬運(yùn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，利用RRT算法規(guī)劃了一條可行路徑，并通過(guò)直線段擬合的方法得到易于跟蹤的參考路徑。而且利用模糊控制算法實(shí)現(xiàn)了主機(jī)器人對(duì)參考路徑的反向跟蹤，并實(shí)現(xiàn)了從機(jī)器人對(duì)