發(fā)布時間：2018-06-17 12:42

  本文選題：助老助殘機械手 + 雅可比矩陣�。� 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本論文主要對一種多自由度助老助殘機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計進行了研究。首先,根據(jù)助老助殘機械手的結(jié)構(gòu)特征,建立其D-H參數(shù)模型,求出正向運動學(xué)方程,并結(jié)合蒙特卡洛法對助老助殘機械手的工作空間進行分析。推導(dǎo)了助老助殘機械手的雅可比矩陣,為助老助殘機械手的軌跡規(guī)劃和速度控制的分析提供了理論依據(jù)。其次,由于助老助殘機械手工作在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中,針對該特點,采用了一種基于立體視覺的激光點識別定位的方法。立體視覺定位采用雙目工業(yè)相機,通過閾值分割算法進行目標(biāo)定位,不僅可以定位人臉嘴部的三維坐標(biāo),還可以通過激光引導(dǎo)定位空間內(nèi)任一有效坐標(biāo)。針對系統(tǒng)誤差采用了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差校正算法,并進行了實驗仿真。然后,根據(jù)機器人學(xué)解耦理論,采用了一種基于廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的助老助殘機械手逆向運動學(xué)解耦算法,將目標(biāo)物體坐標(biāo)反解出機械手各關(guān)節(jié)角度。最后,對助老助殘機械手的位置和姿態(tài)進行了軌跡規(guī)劃。通過在機械手小臂上安裝一塊MPU6050芯片采集出小臂的傾斜角度,根據(jù)該角度通過姿態(tài)補償算法控制機械手小臂上兩個電機的旋轉(zhuǎn)使機械手末端手掌時刻保持平衡的姿態(tài)。由于在助老助殘機械手的工作空間內(nèi)可能存在障礙物,針對該問題,采用了一種基于人工勢場法的機械手位置規(guī)劃算法。
[Abstract]:In this paper, the design of a multi-degree of freedom assisted manipulator control system is studied. Firstly, according to the structural characteristics of the manipulator, the D-H parameter model is established, and the forward kinematics equation is obtained, and the workspace of the manipulator is analyzed with Monte Carlo method. The Jacobian matrix of the manipulator is derived, which provides a theoretical basis for the trajectory planning and speed control analysis of the manipulator. Secondly, because the assistive manipulator works in unstructured environment, a laser spot recognition and localization method based on stereo vision is adopted to solve this problem. A binocular industrial camera is used to locate the stereo vision, and the threshold segmentation algorithm is used to locate the target. It can not only locate the 3D coordinates of the face mouth, but also locate any effective coordinates in the space by laser guidance. The error correction algorithm based on BP neural network is adopted for the system error, and the experimental simulation is carried out. Then, according to the decoupling theory of robotics, an inverse kinematics decoupling algorithm based on generalized regression neural network is used to solve the different joint angles of the manipulator. Finally, the position and attitude of the manipulator are planned. By installing an MPU6050 chip on the forearm of the manipulator, the tilt angle of the forearm is collected, and the rotation of the two motors on the manipulator's forearm is controlled by the attitude compensation algorithm according to the angle. Because there may be obstacles in the workspace of the assisted manipulator, a position planning algorithm based on the artificial potential field method is adopted to solve the problem.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP241

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 樊炳輝;劉圭圭;王傳江;賈朝川;李安花;張凱麗;;基于雙目視覺的助老助殘機器人定位系統(tǒng)研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2017年02期

2 樊炳輝;王鑫;王傳江;張森;盧鳳;;非結(jié)構(gòu)化助老助殘機械手對目標(biāo)識別定位系統(tǒng)的研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2017年01期

3 王鈺婷;;不同顏色分量對圖像分割結(jié)果的影響[J];軟件導(dǎo)刊;2016年06期

4 郭萬金;李瑞峰;曹雛清;;五自由度機器人逆運動學(xué)解法與工作空間分析[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年S1期

5 張敏;徐啟華;丁博;;非線性函數(shù)逼近的幾類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法比較研究[J];淮海工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

6 王勵揚;翟昆朋;何文濤;徐建華;;四階龍格庫塔算法在捷聯(lián)慣性導(dǎo)航中的應(yīng)用[J];計算機仿真;2014年11期

7 楊凌霄;李曉陽;;基于卡爾曼濾波的兩輪自平衡車姿態(tài)檢測方法[J];計算機仿真;2014年06期

8 許晗;汪劍鳴;王勝蓓;;室內(nèi)導(dǎo)航圖像中反光區(qū)域的檢測與分割算法[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年06期

9 周曉東;李炳;;視覺認(rèn)知與近視[J];中國眼耳鼻喉科雜志;2013年05期

10 德淑云;金芳;;淺談我國老年殘疾人狀況與康復(fù)需求[J];人力資源管理;2013年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 肖欣庭;群體智能算法在圖像分割中的閾值選擇優(yōu)化算法研究[D];重慶大學(xué);2016年

2 劉志超;基于像素累加值比較和最小外接矩形的車牌識別研究[D];太原理工大學(xué);2015年

3 郭鑫;面向助老助殘的模塊化機械臂研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

4 徐芳;基于FPGA的航空CCD相機圖像畸變校正技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2013年

5 類延超;五自由度寫字機器人系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2012年

6 沈文君;基于改進人工勢場法的機器人路徑規(guī)劃算法研究[D];暨南大學(xué);2009年

7 許璐;神經(jīng)模糊控制器在某交流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2009年

8 朱鯤鵬;基于線段基元的立體匹配算法研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

9 陳雪華;四自由度寫字機器人的基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2005年

，

本文編號：2031079