基于力反饋的宏微機器人軸孔裝配策略研究.pdf

1、伴隨著機器人裝配技術(shù)的不斷改進提高，雖已實現(xiàn)了機器人的力伺服控制，但控制精度仍顯不足使得裝配效率不高，而實現(xiàn)智能裝配、協(xié)作裝配技術(shù)取得突破是“中國制造2025”提出的具體要求，因此如何實現(xiàn)快速、高效的智能裝配迫在眉睫。本文主要圍繞基于力反饋的宏微機器人軸孔裝配策略展開研究，為最終實現(xiàn)宏微裝配機器人的力伺服控制打下基礎(chǔ)。
　　1.并聯(lián)微平臺運動學(xué)正逆解分析。首先，確定了并聯(lián)微平臺的位置和姿態(tài)描述，依據(jù)動、靜平臺的矢量關(guān)系推出并聯(lián)機器

2、人運動學(xué)逆解方程，通過z-y-x歐拉角法則求解出微平臺的逆解；然后，采用基于位置反解的桿長迭代法來求解并聯(lián)機器人位置正解，并通過實例對其運動學(xué)正逆解進行了數(shù)值驗證。結(jié)果表明，并聯(lián)微平臺的驅(qū)動桿可快速地逼近已知桿長，適用于實時控制和理論分析。
　　2.軸孔裝配的理論研究。首先，分析了軸孔裝配過程，對軸孔接觸狀態(tài)進行了劃分，重點對軸孔三點接觸模型分別進行了力學(xué)分析和幾何分析；然后，結(jié)合螺旋理論和虛功原理對軸孔裝配過程中可能出現(xiàn)的各種接

3、觸狀態(tài)進行了判別，并給出了力傳感器坐標(biāo)系與軸孔接觸坐標(biāo)系的變換矩陣關(guān)系；最后，給出了軸孔裝配方案。
　　3.基于改進人工勢場法的末端執(zhí)行器路徑規(guī)劃。為使裝配機器人末端執(zhí)行器具有良好的柔性，對傳統(tǒng)人工勢場法的斥力勢函數(shù)進行了改進；然后，在Visual Studio2010平臺上建立了機器人末端執(zhí)行器的路徑規(guī)劃仿真平臺，并進行了機器人單一障礙物和多障礙物環(huán)境中的路徑規(guī)劃仿真實驗，結(jié)果表明經(jīng)典人工勢場法存在的目標(biāo)不可達問題得到了解決，驗

4、證了改進的人工勢場法的有效性和實用性。
　　4.微平臺末端位姿調(diào)整策略規(guī)劃與運動學(xué)仿真。首先，通過對六維力傳感器反饋的力信息分析得到了裝配力矢量在傳感器中的6個分量，并推導(dǎo)出了其位姿求解公式；然后，基于解耦的六維力信息，提出了微平臺末端位姿的調(diào)整策略；最后，通過對并聯(lián)微平臺結(jié)構(gòu)的分析，運用參數(shù)化和模塊化設(shè)計思想，基于Matlab/SimMechanics建立了微平臺的物理仿真模型，結(jié)合Simulink給定微平臺的運動軌跡實現(xiàn)并聯(lián)微