移動機械臂人機交互系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，面向各行業(yè)的機器人不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)實生活中，要想移動機器人完成各種作業(yè)任務(wù)，完成類似于人的工作，靈活的作業(yè)臂是必不可少的。移動機械臂平臺使機械臂具有了更高的運動冗余性和更為廣闊的工作空間，通過機械臂的協(xié)調(diào)作業(yè)和移動底盤的運動，機器人可以在復(fù)雜的環(huán)境中代替操作人員工作，移動機械臂平臺將會是機器人的一個重要發(fā)展方向，近年來在爆炸物或?；诽幹?、救援救災(zāi)、移動倉儲、工業(yè)生產(chǎn)線等多個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
　　

2、移動機械臂平臺一般是由一個運動平臺以及搭載在其上的關(guān)節(jié)或連桿式機械臂組成，移動平臺的2-3個自由度加上機械臂的4-6個自由度，其操作與控制是一個復(fù)雜的過程。傳統(tǒng)的控制臺操作方式對操作員具有很高的要求，需要經(jīng)過長時間訓(xùn)練才能熟練掌握，從而給這類機器人的推廣應(yīng)用帶來了負(fù)面的影響。因此，如何能夠采用自然、高效的方式實現(xiàn)多自由度移動機械臂精準(zhǔn)、便捷的操作與控制，是一個值得研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。本課題中針對與移動機械臂平臺的多自由度復(fù)雜交互的特點，

3、采用了穿戴式的設(shè)備MYO和3DMouse與移動機械臂平臺進(jìn)行交互，充分考慮作業(yè)人員操作便捷性與直觀性的同時發(fā)揮機器人自主特性的，快速完成作業(yè)任務(wù)，提高作業(yè)效率。針對于課題的方法提出，本文從以下方面進(jìn)行了研究:
　　針對課題采用的履帶式移動平臺作為移動機械臂平臺的移動底盤，建立履帶式機器人的運動學(xué)模型，規(guī)劃機器人的控制方式并規(guī)劃其人機交互方式;基于課題中選用的六自由度關(guān)節(jié)型機械臂，建立其運動學(xué)模型，并其對正、逆運動學(xué)分析、仿真和驗證

4、，為人機交互的實現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。
　　課題中本文選用提出一種基于穿戴式設(shè)備和便攜設(shè)備組合的移動機械臂平臺自然交互技術(shù)，通過人的智能決策能力對機器人的閉環(huán)控制補償，實現(xiàn)對目標(biāo)物體的準(zhǔn)確抓取，充分發(fā)揮操作人員的智能決策能力和機器人的自主能力，作業(yè)效率極大提高。既保證系統(tǒng)有較好的實用性和可靠性，又方便操作人員對機器人的控制。
　　針對于課題交互方案，通過3DMouse、智能腕帶MYO和機器人平臺實驗驗證。通過對智能腕帶MYO數(shù)據(jù)采