PowerCube模塊化機器人慣性參數(shù)辨識.pdf

1、模塊化機器人是機器人技術發(fā)展的一個新方向。相對于傳統(tǒng)機器人而言，模塊化機器人因其構型的多樣性、對復雜環(huán)境的適應性以及硬件和控制軟件上的模塊化、標準化等優(yōu)點而受到普遍關注，目前國內(nèi)外正對其展開深入研究，并取得大量的成果。但這些成果大部份著重于運動學方面的理論分析和仿真，而對其動力學方面的特性則涉及不多。因此，研究模塊化機器人的動力學特性有十分重要的理論意義與實用價值。本文從模塊化機器人的動力學模型出發(fā)推導出了一種基于六維力/力矩傳感器的模

2、塊化機器人慣性參數(shù)辨識模型，并根據(jù)該模型，利用中國科學院合肥智能機械研究所生產(chǎn)的SAFS-5型六維力/力矩傳感器對德國AMTEC公司生產(chǎn)的PowerCube模塊化機器人進行慣性參數(shù)辨識實驗研究。 首先，從牛頓-歐拉方程出發(fā)，詳細推導了模塊化機器人動力學模型的遞推形式，并通過與其它一些建模方法的比較，說明該方法在對模塊化機器人進行動力學建模時具有計算量少、便于實時控制、編程簡單利于實現(xiàn)控制軟件模塊化等優(yōu)點。 其次，分析模塊

3、化機器人的動力學方程，指出方程中有大量未知的慣性參數(shù)，這些參數(shù)與機器人的動力學特性密切相關，若要實現(xiàn)動力學的精確控制，則需要對這些參數(shù)進行辨識。由于模塊化機器人本身不具有力反饋功能，引入六維力/力矩傳感器對機器人基座的受力情況進行實時測量，并根據(jù)機器人基座受力平衡原理，利用六維力/力矩傳感器信息以及模塊化機器人各關節(jié)的碼盤信息，結合機器人動力學模型推導出模塊化機器人的慣性參數(shù)辨識模型。 最后，以PowerCube模塊化機器人實體