【技术实现步骤摘要】
一种双臂机器人协调控制方法
[0001]本专利技术属于机器人
,具体涉及一种双臂机器人协调控制方法。
技术介绍
[0002]机器人已经在生产和生活中的各个行业和领域得到了广泛的应用,单臂机器人目前在生产制造领域已经得到了较为普遍的应用,能够很好地胜任搬运、码垛、焊接、装配、喷涂等方面的工作,尤其是在搬运和焊接领域具有较大的比重。相比于单臂机器人,双臂机器人并不仅仅是将两个机械臂组合在一起,它是通过协调约束与协调控制使得双臂配合完成相应的任务和工作。
[0003]双臂机器人的协调操作可以分为松协调与紧协调两类。松协调是指双臂机器人在同一工作空间中分别执行各自无关的作业任务。紧协调是指双臂机器人在同一工作空间中执行相同的工作任务,各机械臂均与操作对象直接接触构成闭链机构并通过末端执行器产生力的作用,在保持机器人运动灵活性的同时可以增加机器人的刚度和强度。为实现双臂的协调,常见的控制方式有主从控制、分散控制和集中控制。主从控制模式中,将双臂分别定义为主臂和从臂。主臂通常使用位置控制,并且跟随特定的运动轨迹;从臂则使用力控制以维持双臂与物体间的运动学约束关系,并跟随主臂的运动。但由于力跟踪的滞后性,紧约束场景下很实现真正的协调。集中控制模式中,双臂机器人为一个整体,使用一台控制器同时控制两个机械臂。共用的控制器既要解决规划、控制、协调问题,又要处理来自各种外部传感器的信息等,所以系统的计算量较大。分散控制模式下,根据左右臂的负载能力,将抓取物体所需的力分配给左、右臂,进而根据左臂与物体运动情况单独设计左臂控制器 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双臂机器人协调控制方法,其特征在于,该方法适用于双臂紧协调作业,该方法包括以下步骤:步骤1:双臂紧协调作业要求双臂机器人具有严格的运动约束关系,被抓取物体与机器人的双臂构成了一个完整的闭链结构,形成一个并联机构;定义:{O
T
}为被抓物体质心坐标系,{O
T1
}、{O
T2
}分别为机械臂R1、R2的工具坐标系,{O}为双臂机器人基座坐标系,{O1}、{O2}分别为机械臂R1、R2的基坐标系;步骤2:依据螺旋理论对双臂机器人进行运动学建模:依据螺旋理论对双臂机器人进行运动学建模:其中,$
11
、$
12
、$
13
……
$
1n
为机械臂R1中各运动副的运动旋量,n为机械臂R1中运动副的数目;$
21
、$
22
、$
23
……
$
2m
为机械臂R2中各运动副的运动旋量,m为机械臂R2中运动副的数目;[L
i M
i N
i P
i Q
i R
i
]为运动副$
i
的Pl
ü
cker坐标表达形式,当运动副$
i
为移动副时,L
i
、M
i
、N
i
均为0,P
i
、Q
i
、R
i
代表运动副$
i
的轴线方向向量在X、Y、Z三轴的分量;当运动副$
i
为转动副时,L
i
、M
i
、N
i
代表运动副$
i
的轴线方向向量在X、Y、Z三轴的分量,P
i
、Q
i
、R
i
代表运动副$
i
的轴线方向向量对原点的线矩在X、Y、Z三轴的分量;$
i
表示机械臂R1或者机械臂R2中的任意一个运动副;步骤3:运用输入选取方法,得到双臂机器人所有合理的输入组合;所述的输入选取方法为:当所有的主动副被锁定后,机构失去所有的自由度,不能运动,驱动输入就是合理的,否则不合理;因此,在对双臂进行输入选择时,选择各分支中的某个运动副,并假设将其刚化,然后分析此时双臂机器人的约束螺旋系,如果此时约束螺旋系最大线性无关数为6,则双臂机器人失去所有自由度,输...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨冬,毕燕旭,李铁军,韩明,熊斌,廉旺旺,杨朔瀚,车佳津,王昊,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:
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