基于MATLAB與ADAMS聯(lián)合仿真的雙臂機器人協(xié)調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，工業(yè)機器人的應(yīng)用越來越廣泛。雙臂機器人相比于傳統(tǒng)單臂機器人有更多的優(yōu)勢，不僅可以代替人類進行繁瑣重復(fù)的工作，而且可以在惡劣環(huán)境中進行人機協(xié)作。雙臂間的協(xié)調(diào)運動是目前研究的關(guān)鍵內(nèi)容，包括雙臂路徑規(guī)劃，避碰以及雙臂間的柔性性協(xié)調(diào)等問題，對研發(fā)者提出更高的要求。雙臂協(xié)調(diào)技術(shù)是機器人控制的關(guān)鍵技術(shù)和難點，是指目標(biāo)物體與兩機械臂末端之間、雙臂之間避免相互碰撞的連續(xù)性運動軌跡控制技術(shù)。
　　本論文主要采用MATLAB和

2、ADAMS軟件聯(lián)合仿真的方式對雙臂協(xié)調(diào)運動算法進行驗證。MATLAB軟件相當(dāng)于仿真雙臂機器人的控制器，運用Robotic Toolbox工具箱對雙臂機器人的運動學(xué)和軌跡規(guī)劃進行仿真，模擬雙臂協(xié)調(diào)運動中機械臂末端點在空間中運動的軌跡，并在ADAMS軟件中建立雙臂的機械結(jié)構(gòu)，模擬運動過程。研究內(nèi)容主要包括雙臂運動學(xué)分析、雙臂運動規(guī)劃、雙臂協(xié)調(diào)控制算法以及協(xié)調(diào)算法的仿真等幾個部分。論文主要工作如下：
　?。?）雙臂機器人系統(tǒng)，分別從雙臂

3、機器人的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個部分進行全面的介紹，通過SolidWorks設(shè)計了雙臂機器人關(guān)節(jié)的模塊化構(gòu)造，并在雙臂軟件系統(tǒng)部分提出了已CODESYS軟件為控制機制，為下文雙臂協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。
　?。?）雙臂運動學(xué)是建立在單臂運動學(xué)的基礎(chǔ)之上，在研究單臂正運動學(xué)和逆運動學(xué)基礎(chǔ)上討論雙臂運動學(xué)分析。根據(jù)D-H參數(shù)建立雙臂六自由度的運動學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)得到各連桿之間的變換矩陣和雙臂運動學(xué)方程。
　?。?）在傳統(tǒng)人工

4、勢場法的基礎(chǔ)上進行改進，討論雙臂自避碰問題。在靜態(tài)環(huán)境下，左臂相對于右臂視為障礙物，采用橢球包圍盒法將主臂各關(guān)節(jié)點視為障礙物點，實現(xiàn)右臂從起始點到目標(biāo)點的無碰撞路徑規(guī)劃。
　?。?）運用MATLAB和ADAMS進行聯(lián)合仿真來模擬避障過程。在ADAMS環(huán)境下，依據(jù)UR5機器人的運動學(xué)模型和機構(gòu)參數(shù)，建立UR5機器人的虛擬物理模型。根據(jù)工作任務(wù)的描述，利用MATLAB實現(xiàn)對機械臂的控制，輸出轉(zhuǎn)角參數(shù)給ADAMS中的真實模型，ADAMS