基于触觉的协作机器人安全技术研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 引言 | 第12-26页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第12-13页 |
| 1.2 课题研究意义 | 第13页 |
| 1.3 协作机器人安全技术应用及研究现状 | 第13-24页 |
| 1.3.1 协作机器人应用现状 | 第14-17页 |
| 1.3.2 协作机器人安全技术研究现状 | 第17-24页 |
| 1.4 主要内容及章节安排 | 第24-26页 |
| 2 可穿戴式触觉传感装置设计 | 第26-42页 |
| 2.1 触觉传感装置结构设计 | 第26-29页 |
| 2.1.1 传感器选择 | 第26-27页 |
| 2.1.2 触觉传感装置本体设计 | 第27-29页 |
| 2.2 信息采集系统设计 | 第29-30页 |
| 2.3 触觉单元标定 | 第30-33页 |
| 2.3.1 标定原理 | 第31-32页 |
| 2.3.2 标定平台的设计及标定 | 第32-33页 |
| 2.4 触觉传感单元的数学建模 | 第33-37页 |
| 2.4.1 数据拟合 | 第34页 |
| 2.4.2 数学模型分析 | 第34-37页 |
| 2.5 触觉传感装置的性能测试 | 第37-40页 |
| 2.5.1 测试目的 | 第37-38页 |
| 2.5.2 测试设备 | 第38页 |
| 2.5.3 测试过程及结果 | 第38-40页 |
| 2.6 本章小结 | 第40-42页 |
| 3 基于触觉的安全控制方法研究 | 第42-56页 |
| 3.1 机械臂触觉装置运动学分析 | 第42-49页 |
| 3.1.1 触觉单元位置正运动分析 | 第44-47页 |
| 3.1.2 触觉单元位置逆运动学分析 | 第47-48页 |
| 3.1.3 触觉单元正压力方向分析 | 第48-49页 |
| 3.2 基于触觉的碰撞力识别算法 | 第49-51页 |
| 3.2.1 触觉单元碰撞力类型识别 | 第49-50页 |
| 3.2.2 触觉单元碰撞力位置 | 第50页 |
| 3.2.3 触觉单元碰撞力方向 | 第50-51页 |
| 3.3 安全控制策略 | 第51-53页 |
| 3.3.1 基于触觉的紧急停止策略 | 第51页 |
| 3.3.2 基于触觉的原路径返回策略 | 第51-52页 |
| 3.3.3 基于触觉的碰撞力方向避让策略 | 第52-53页 |
| 3.4 本章小结 | 第53-56页 |
| 4 机械臂碰撞安全技术实验平台 | 第56-72页 |
| 4.1 实验样机 | 第56-57页 |
| 4.2 实验平台控制系统方案设计 | 第57页 |
| 4.3 控制系统硬件 | 第57-62页 |
| 4.3.1 主控硬件 | 第57-59页 |
| 4.3.2 驱动舵机 | 第59-60页 |
| 4.3.3 传感器 | 第60-61页 |
| 4.3.4 通信模块 | 第61-62页 |
| 4.3.5 动力源 | 第62页 |
| 4.4 实验平台控制系统搭建 | 第62-65页 |
| 4.4.1 微控器STM 32开发板端口定义 | 第63页 |
| 4.4.2 控制系统结构 | 第63-65页 |
| 4.5 实验平台控制系统软件设计 | 第65-70页 |
| 4.5.1 上位机软件设计 | 第65-67页 |
| 4.5.2 下位机软件设计 | 第67-69页 |
| 4.5.3 上下位机的通信 | 第69-70页 |
| 4.6 本章小结 | 第70-72页 |
| 5 机械臂安全控制实验研究 | 第72-90页 |
| 5.1 机械臂运动轨迹规划 | 第72-73页 |
| 5.2 安全控制实验设计 | 第73-87页 |
| 5.2.1 钝击力碰撞实验 | 第74-81页 |
| 5.2.2 尖锐力碰撞实验 | 第81-87页 |
| 5.3 本章小结 | 第87-90页 |
| 6 总结与展望 | 第90-92页 |
| 参考文献 | 第92-96页 |
| 附录A | 第96-100页 |
| 附录B | 第100-104页 |
| 附录C | 第104-106页 |
| 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 | 第106-110页 |
| 学位论文数据集 | 第110页 |
