学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

工业机器人的局部标定研究

作　者: 南倩
导　师: 张秦艳
学　校: 北京邮电大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 工业机器人运动学标定最小二乘
分类号: TP242.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 119次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着机器人技术的快速发展和广泛应用,我国各高校和研究院所也开始采用一些机器人作为研究的对象或者辅助研究的设备。本文的主要标定对象IRB 120型机器人就是清华大学精密仪器实验作为辅助研究设备采购的机器人。本文采用基于D-H模型的运动学标定方法,对该机器人和激光位移传感器之间的参数进行标定,用以提高机器人和激光位移传感器整体作为数据采集设备时的可靠性。本文以IRB 120机器人的局部标定问题为研究对象,在引入了机器人运动学的相关数学基础上,利用D-H方法建立了IRB120机器人的连杆坐标系,然后在此基础上,分析了该机器人的正运动学求解过程和逆运动学求解过程。基于由机器人、激光位移传感器等设备组成的数据采集硬件实验平台,本文在详述了组成硬件平台的各个独立设备的基础上,重点介绍了该硬件实验平台的搭建以及该硬件实验平台的基本模型,并通过搭建好的硬件实验平台采集了标定平面的数据和验证标定结果的平面数据。最后,本文建立了机器人局部标定的数学模型,并在此模型的基础上,确定了基于最小二乘法的底座平面拟合算法,通过MATALB对此算法进行了实现,得出了该机器人和激光位移传感器之间的标定参数。通过对标定结果的分析和验证,表明了该局部标定方法有效的提高了由机器人等组成的数据采集硬件实验平台的可靠性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 机器人标定技术的研究现状  9-15
    1.2.1 国外工业机器人标定技术研究现状  10-14
    1.2.2 国内工业机器人标定的研究现状  14-15
  1.3 本文主要的研究内容  15-16
第二章工业机器人的运动学基础  16-24
  2.1 引言  16
  2.2 机器人运动学的数学基础  16-19
    2.2.1 位置和姿态的表示  16-17
    2.2.2 坐标变换  17
    2.2.3 齐次坐标的变换  17-18
    2.2.4 物体的变换及逆变换  18-19
  2.3 机器人运动学建模  19-21
  2.4 工业机器人的运动学求解  21-23
    2.4.1 正运动学求解  21-22
    2.4.2 逆运动学求解  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章硬件实验平台的搭建及数据的采集  24-41
  3.1 引言  24
  3.2 实验设备的介绍  24-32
    3.2.1 IRB 120型工业机器人  24-26
    3.2.2 IRB 120控制箱介绍  26-28
    3.2.3 ZLD激光位移传感器  28-30
    3.2.4 测量软件的介绍  30-32
    3.2.5 底座平台介绍  32
  3.3 硬件实验平台的搭建  32-37
    3.3.1 工业机器人的安装  32-36
    3.3.2 实验设备的整体组合  36-37
  3.4 数据采集  37-39
  3.5 本章小结  39-41
第四章工业机器人的局部标定模型与求解  41-57
  4.1 引言  41
  4.2 机器人的局部标定模型的建立  41-43
    4.2.1 激光位移传感器坐标系的建立  41-42
    4.2.2 机器人末端坐标系与激光位移传感器坐标系之间的转换  42-43
  4.3 标准平面标定  43-46
    4.3.1 设计原理  43
    4.3.2 模型的建立  43-44
    4.3.3 最小二乘算法  44-45
    4.3.4 实验设计  45-46
  4.4 基于MATLAB的实现  46-54
    4.4.1 MATLAB优化工具箱简介  47-48
    4.4.2 本课题的优化函数的选择  48-50
    4.4.3 MATLAB函数的实现  50-54
  4.5 结果验证及分析  54-57
    4.5.1 结果分析  54-55
    4.5.2 结果验证  55-56
    4.5.3 小结  56-57
第五章总结和展望  57-59
  5.1 全文总结  57
  5.2 研究展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读学位期间发表的学位论文  63

工业机器人的局部标定研究

内容摘要

全文目录

相似论文