開放式主從遙控焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人遙控焊接主要應(yīng)用于核環(huán)境、海洋、太空等極限環(huán)境。由于技術(shù)發(fā)展水平的限制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人完全自主焊接目前難以實(shí)現(xiàn)。通過人機(jī)協(xié)作，發(fā)揮人和機(jī)器人各自的專長(zhǎng)共同完成焊接任務(wù)，是一種行之有效的方法。
　　本文詳細(xì)分析了遙控機(jī)器人系統(tǒng)常用控制模式的特點(diǎn)，針對(duì)遙控焊接的非接觸特點(diǎn)，采用簡(jiǎn)便、靈活的主從控制策略。系統(tǒng)闡述了主從式遙控機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方案，分析了實(shí)現(xiàn)主從隨動(dòng)的原理和關(guān)鍵性問題。在主從遙控系統(tǒng)中，主手是人與從端機(jī)器人的交互接

2、口，操作者通過主手控制從端機(jī)器人完成各種運(yùn)動(dòng)。本文在工控機(jī)上建立了基于RTLinux開放性實(shí)時(shí)環(huán)境的主機(jī)器人系統(tǒng)，并在此平臺(tái)上開發(fā)了以空間鼠標(biāo)為輸入設(shè)備的人機(jī)交互接口，建立了空間鼠標(biāo)和主機(jī)器人主從結(jié)構(gòu)的主手系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了人手位姿信息對(duì)主機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。
　　通過網(wǎng)絡(luò)通信和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間映射，建立了雙機(jī)器人的主從關(guān)系。本文基于服務(wù)器/客戶機(jī)模型和TCP/IP協(xié)議，通過C/C++編程，實(shí)現(xiàn)了Linux和Windows之間跨平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)通信

3、；對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行了編碼、解碼和緩沖區(qū)數(shù)據(jù)采集控制處理，實(shí)現(xiàn)了可靠、準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信。在建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用解析法推導(dǎo)分析了機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法，并通過坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)和主從比例系數(shù)的匹配，建立了主從機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間映射關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)了人手對(duì)主、從機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。
　　通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了主從機(jī)器人遙控焊接系統(tǒng)的可行性。借助于主機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)空間，操作者的立體空間感得到加強(qiáng)；針對(duì)平面焊縫和空間焊縫進(jìn)行了焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)，