六自由度雙臂機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與運(yùn)動(dòng)控制

吳 俊

(1.北方工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京 100144；2.大規(guī)模流數(shù)據(jù)集成與分析技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100144)

六自由度雙臂機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析與運(yùn)動(dòng)控制

吳 俊1,2

(1.北方工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，北京 100144；2.大規(guī)模流數(shù)據(jù)集成與分析技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100144)

人形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中穩(wěn)定持物是機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵研究?jī)?nèi)容，作為人形機(jī)器人中的重要研究方向，六自由度雙臂機(jī)器人合作抓持重物的穩(wěn)定性和安全性難以保證。通過(guò)對(duì)機(jī)器人持物運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力和運(yùn)動(dòng)分析，提出了基于配置構(gòu)型評(píng)估和動(dòng)力學(xué)分析的控制方法，有效解決了持物過(guò)程中的穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)軌跡點(diǎn)的局部最優(yōu)調(diào)整抓取姿態(tài)，利用雙臂操作過(guò)程中受力分析，借助典型的LuGre摩擦模型，構(gòu)建摩擦力和滑動(dòng)接觸數(shù)理模型，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的控制方法。通過(guò)數(shù)值仿真，驗(yàn)證了在此控制方法下六自由度雙臂能夠平穩(wěn)有效的持物運(yùn)動(dòng)。

六自由度；雙臂機(jī)器人；抓取質(zhì)量評(píng)估；LuGre摩擦；動(dòng)力學(xué)分析

0 引言

在家用和工業(yè)機(jī)器人繁榮發(fā)展的今天，人類對(duì)機(jī)器人的需求也更加多樣。其中雙臂機(jī)器人包絡(luò)抓取在工業(yè)、救援、看護(hù)、軍事等方面有著越來(lái)越廣泛的需求。雙臂抓取是一種利用多關(guān)節(jié)表面操作一個(gè)物體的一種操作，在人形機(jī)器人研究領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。之前的很多研究人員用具有很多自由度的連桿來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的操作，但卻很容易由于外界的干擾和故障而失敗?！?br>