工業(yè)機(jī)器人外文翻譯--對(duì)移動(dòng)機(jī)械臂在其環(huán)境中使用有效質(zhì)量和阻尼控制所產(chǎn)生的脈沖接觸力進(jìn)行控制-其他專業(yè)-資料下載頁(yè)
2025-01-19 10:47本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】近年來(lái)，移動(dòng)機(jī)械臂被廣泛應(yīng)用在人類生活環(huán)境中所存在的各種服務(wù)機(jī)器人。在這種人口眾多的環(huán)境中，安全是最重要的因素。研究中的一大挑戰(zhàn)。運(yùn)動(dòng)控制來(lái)減少移動(dòng)機(jī)械臂及其工作平臺(tái)下所產(chǎn)生的脈沖接觸力的新方法。況下提出了合并后的潛在功能方法。這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，慣性的優(yōu)化與阻尼控。制器明顯降低了碰撞時(shí)的脈動(dòng)力和碰撞后的接觸力。相對(duì)于固定式機(jī)械手，移動(dòng)式機(jī)械手最大的優(yōu)勢(shì)是它有靈活的工作區(qū)。安置在移動(dòng)基座上的機(jī)械手的機(jī)。首先，移動(dòng)機(jī)械臂的額外自由度使其操縱控制更加復(fù)雜化。至此，在人類居住的環(huán)境中移動(dòng)機(jī)械臂給科學(xué)家們帶來(lái)了最前沿的安。一直以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)于移動(dòng)控制有著大量的研究。究中，零點(diǎn)彎矩作為一個(gè)移動(dòng)機(jī)械臂系統(tǒng)執(zhí)行高負(fù)載轉(zhuǎn)移任務(wù)的量度被提了出來(lái)。其次，移動(dòng)的基座在地面做平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可執(zhí)行的范圍。表2表明了M3移動(dòng)遙控裝置的運(yùn)動(dòng)型模型。
【正文】 影響很小。 4 、碰撞實(shí)驗(yàn) 為了測(cè)試該方法的有效性，碰撞實(shí)驗(yàn)采用 M3機(jī)器人。圖 10 顯示的是 M3的移動(dòng)機(jī)械臂的控制結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)?？刂栖浖趯?shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的操作是通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行的。 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行碰撞模擬實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)中， M3 機(jī)器人以一個(gè)恒定的速度（ 米 /秒）走進(jìn)聚苯乙烯泡沫墻并與墻相撞。墻的剛度約為 40 千牛 /米。在和墻碰撞之前， M3 機(jī)器人的機(jī)械臂部分始終保持原配置。一經(jīng)碰撞，運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器人的移動(dòng)部分將用來(lái)調(diào)節(jié)阻尼控制力，就像 3中的仿真模型中敘述的一樣 。在模擬實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)阻尼參數(shù)為 104牛秒 /米。對(duì)實(shí)驗(yàn)的兩種配置進(jìn)行優(yōu)化。移動(dòng)機(jī)械臂的聯(lián)合限制是通過(guò)加強(qiáng)移動(dòng)基的尺寸和形狀實(shí)現(xiàn)的。圖 11 顯示了兩種配置。在碰撞試驗(yàn)中，使用手腕式 JR3 六軸力 /力矩傳感器（ JR3 公司）測(cè)量接觸力。 使用上面描述的動(dòng)態(tài)模型，我們?cè)谧罱K效應(yīng)器和理想狀態(tài)的無(wú)質(zhì)量墻之間進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬碰撞實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，在相同條件下對(duì)兩個(gè)配置進(jìn)行模擬碰撞實(shí)驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為碰撞是不發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的。 將實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)比較接觸力和最終位移。圖 12 顯示，比較在碰撞實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)中的力的軌跡，實(shí)線代表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 虛線表示模擬數(shù)據(jù)。從這些數(shù)字可以看出，實(shí)驗(yàn)和模擬的力量曲線很大程度上是一致的。為了達(dá)到最大的慣性，峰值幾乎是同時(shí)在軌跡上達(dá)到 180 牛左右（圖 12（ a））。最大慣性不同之處是，試驗(yàn)和模擬軌跡有一些不同的優(yōu)化慣性。模擬實(shí)驗(yàn)的峰值軌跡大約 30%高于實(shí)驗(yàn)的峰值軌跡（圖 12（ b））。 對(duì)于兩個(gè)配置，實(shí)驗(yàn)軌跡顯示，在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前實(shí)驗(yàn)軌跡比模擬實(shí)驗(yàn)軌跡先達(dá)到嘈雜峰。實(shí)驗(yàn)和模擬的這種差異在忽略動(dòng)態(tài)模型的情況下造成在車輪機(jī)制的移動(dòng)基上后輪和組裝故障。模擬結(jié)果表明，在碰撞后的接觸力是通過(guò)兩種配置的控制器來(lái)調(diào)節(jié)阻尼（調(diào)節(jié)）， 如果不調(diào)節(jié)可能進(jìn)入不穩(wěn)定的振蕩。模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)機(jī)器人的配置可以得出最大接觸力的差異。 結(jié)論 目前，越來(lái)越多的人使用機(jī)器人在人類居住的環(huán)境中執(zhí)行各種各樣的任務(wù)。在這種環(huán)境中操作這樣的移動(dòng)機(jī)械臂需要嚴(yán)格的安全擔(dān)保。這是由于機(jī)械臂的移動(dòng)性和操作能力是關(guān)乎人機(jī)相互安全的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究課題。 這項(xiàng)研究提出了一種新的控制方法，采用阻尼的運(yùn)動(dòng)控制和操作，以減少移動(dòng)機(jī)械臂和其碰撞環(huán)境之間的推動(dòng)力。通過(guò)改變最終效應(yīng)，推動(dòng)力一經(jīng)碰撞便顯著降低。通過(guò)優(yōu)化空間運(yùn)動(dòng)的配置，合并隱函數(shù)的方法，考慮了最低有效質(zhì)量和聯(lián)合限制 約束。這項(xiàng)研究結(jié)果表明，慣性優(yōu)化算法阻尼控制器可以調(diào)節(jié)碰撞過(guò)程中的推動(dòng)力和碰撞后的接觸力。 在設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)械臂時(shí)，移動(dòng)基的形狀和大小應(yīng)慎重考慮，以便它不干擾機(jī)器人的工作空間。這樣允許配置接近最低慣性配置，反過(guò)來(lái)減少接觸力。 該方法假設(shè)機(jī)械臂和環(huán)境的提前碰撞。然而，在實(shí)際情況下，碰撞的方向是未知的，需要提前檢測(cè)出來(lái)。被提出的實(shí)際執(zhí)行的控制方法需要傳感器來(lái)檢測(cè)位置、障礙物的位置和一個(gè)快的控制器和執(zhí)行器，使機(jī)器人碰撞前可以改變其配置。 在未來(lái)的工作中，我們計(jì)劃研究環(huán)境和除機(jī)械臂以外的部分之間的碰撞。這種有效地慣性碰 撞可以計(jì)算出碰撞點(diǎn)和方向。并且能通過(guò)移動(dòng)配置最大限度的減小碰撞前的有效碰撞沖擊力。我們還計(jì)劃研究在沖擊力下的有效屈服力和慣性力的綜合效應(yīng)。
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