一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法。包括：步骤1：通过深度相机采集绝缘子表面点云图像，定位销孔平面，并提取其法向量作为销孔轴线方向；步骤2：根据销孔轴线方向和右手定则，确定机械臂末端的目标姿态；控制机械臂移动，调整推销工具的目标姿态；步骤3：通过柔顺控制算法对位置进行调整，使得推销工具将定位销推出销孔，完成位姿解耦动态装配。装配。装配。

【技术实现步骤摘要】
一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法


[0001]本专利技术涉及柔顺装配领域，具体地说是一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法。

技术介绍

[0002]机器人控制技术的发展使机器人可以完成多种精密装配任务。在这些装配任务中，作业平台和机器人底座之间的相对位置固定，机器人在柔顺装配方法的基础上，根据接触力的不同取值，做出不同动作。但当作业平台位于具有柔索特性的环境中时，机器人与作业平台之间会形成紧密的动力学刚柔耦合关系。柔索的位置会因受到机器人的挤压而产生复杂的动态变化，位置的动态变化又会反过来造成接触力具有瞬时变化的动态噪声，进而大大影响装配动作的柔顺性。因此人们将这类装配平台不固定，且位置受机器人运动影响的装配任务定义为动态装配任务，柔索装配环境是其中的典型应用场景。如何在动力学刚柔耦合的环境中保证装配动作的柔顺性，是动态装配任务中的关键科学问题。
[0003]在绝缘子更换任务中，需要首先将位于两片绝缘子中间起固定作用的绝缘销推出，在此之前需要将推销工具装配到销孔中。由于绝缘子位于具有柔索特性的输电线路上，因此这一装配任务可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法，其特征在于，用于在具有柔索特性的输电线路上更换绝缘子时，将推销工具与销孔进行位姿解耦动态装配，包括以下步骤：步骤1：通过深度相机采集绝缘子表面点云图像，定位销孔平面，并提取其法向量作为销孔轴线方向；步骤2：根据销孔轴线方向和右手定则，确定机械臂末端的目标姿态；控制机械臂移动，调整推销工具的目标姿态；步骤3：通过柔顺控制算法对位置进行调整，使得推销工具将定位销推出销孔，完成位姿解耦动态装配。2.根据权利要求1所述的一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法，其特征在于，所述深度相机采集的绝缘子表面点云图像中包括定位销孔。3.根据权利要求1所述的一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法，其特征在于，所述定位销孔平面包括：使用深度相机获取销孔一侧绝缘子表面平整区域点云，将该区域点云法向量当作销孔轴线方向。4.根据权利要求1所述的一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法，其特征在于，提取绝缘子表面点云法向量是采用PCA算法。5.根据权利要求4所述的一种位姿解耦的绝缘子更换机器人动态装配方法，其特征在于，使用PCA方法对点云的法向量进行估计，包括：a.定义点集的中心点记为m，则有：其中，销孔点云集合X＝{x
i
}；b.通过最小二乘法，令点集中的所有点到中心点的向量与法向量n的点积平方和最小，并通过优化的方式求解n，优化目标为：将x
i
‑
m定义为y
i
，可以将上式改写为：令y
i
y
iT
＝s
i
得到：将上式中元素求和矩阵代替后，可以得到：其中S为点集的协方差矩阵，其表示形式如下：使用拉格朗日乘子法对带约束问题进行求解，则有：
L(n,λ)＝n
T
Sn
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，王洪光，王竣禾，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：