论文标题

工业机器人物理人机交互建模及控制优化方法研究

学科类别

机械工程

答辩人

姚碧涛

导师

周祖德

答辩时间

2017-09-19上午9:00

答辩地点

机电学院3楼会议室

简介

人机合作能够结合人与机器人的优势，极大地提高制造系统的柔性，减轻人的身体负荷，提高生产效率，对于提高制造企业的竞争力具有重要意义。同时，考虑能耗因素对机器人的轨迹进行优化对于提高制造过程的可持续性也十分重要。目前的物理人机交互依靠附加传感器检测机器人的外力且缺乏对机器人准静态时外力检测的研究。对此，本文以无附加传感器的工业机器人物理人机交互为出发点，提出了基于参数辨识和动力学建模的无附加传感器工业机器人外力检测综合方法；针对准静态时机器人的关节摩擦特性与动态时有明显的不同，提出采用Maxwell滑动单元建立准静态时关节摩擦力的模型，研究了机器人状态转变的动力学过程和一般状态下的外力检测方法；借鉴人体手臂运动规律，提出了基于径向基函数神经网络的自适应导纳控制策略，以降低人机接触力及其变化率，使人机交互更加自然，同时降低人的负担；物理人机交互生成的机器人轨迹包含与生产任务相关的信息，为了将该信息包含在机器人轨迹优化中，将物理人机交互生成的速度-位置曲线作为目标函数的约束之一，以机器人的能耗、运动时间、抖动的加权和最小化为目标对机器人的轨迹进行优化；为了提高物理人机交互控制系统的可重用性、自治性以及与其他制造系统的连接能力，提出了基于IEC 61499标准功能模块的物理人机交互控制系统。

答辩委员会

主席：

郭顺生  教授         武汉理工大学

委员：

胡业发  教授         武汉理工大学

谭跃刚  教授         武汉理工大学

刘明尧  教授         武汉理工大学

徐文君  副教授         武汉理工大学

秘书：

 徐  卉           武汉理工大学