基于幾何約束的種子取樣機(jī)器人示教及自標(biāo)定方法研究.pdf

1、操作對象的自動定位和機(jī)器人示教是機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)研究中的關(guān)鍵問題，對此開展研究工作具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論意義。本文在中科院先導(dǎo)課題支持下，針對種子取樣過程中操作對象的自動定位和機(jī)器人示教問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了種子切削取樣機(jī)器人系統(tǒng)，解決了種子取樣過程的自定位和示教問題，并通過實(shí)驗(yàn)證明了所提方法的正確性。論文的主要工作如下:
　　1.依據(jù)種子切削取樣課題任務(wù)的要求，結(jié)合國內(nèi)外育種專家對種子取樣自動化裝備的需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種作物種子切

2、削取樣機(jī)器人系統(tǒng)，編寫了上位機(jī)程序，解決了取樣過程的自定位和直接示教問題。
　　2.針對種子切削取樣機(jī)器人系統(tǒng)中取樣操作的自定位問題，分析了種子取樣盒的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了基于幾何約束的機(jī)器人自標(biāo)定方法。該自標(biāo)定方法基于種子取樣盒坐標(biāo)點(diǎn)的幾何約束關(guān)系，利用取樣盒坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系的齊次坐標(biāo)變換方法，解決了取樣操作中的自定位問題，實(shí)現(xiàn)了取樣點(diǎn)坐標(biāo)位置的自動獲取。
　　3.為了實(shí)現(xiàn)取樣過程中機(jī)器人直接示教功能，研究了機(jī)器人直

3、接示教問題，采用基于位置調(diào)整的主動柔順控制方法，在ER6C60上開發(fā)了一種基于拖曳的機(jī)器人直接示教系統(tǒng)。該直接示教系統(tǒng)采用了基于力傳感器的主動柔順控制算法，利用多維力傳感器獲得外部的示教力/力矩信息，將經(jīng)力坐標(biāo)變換后的力信號矢量轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的位置調(diào)整量，達(dá)到了順應(yīng)性控制的目的。上位機(jī)采用基于MFC對話框程序，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的直接牽引示教功能。
　　4.實(shí)驗(yàn)表明，基于幾何約束的自標(biāo)定方法計(jì)算的種子坐標(biāo)位置與實(shí)際位置坐標(biāo)誤差小于0.