在探讨基于扰动思维的无传感器非接触式机械臂碰撞估测方法时,需要深入理解以下知识点:
1. 机器人技术及应用:当前机器人技术快速发展,其应用范围扩展至工业生产、家庭服务、医疗保健以及航空航天等领域。在这些领域中,机器人经常被应用在未知环境,由于复杂因素的存在,机器人自身安全可能受到威胁。尤其是在狭小空间内,机器人面临的安全问题尤为突出。
2. 机械臂碰撞问题:在狭小空间内使用机器人时,经常会出现碰撞问题,这会威胁到机器人的安全和任务的执行。为了减少碰撞风险,机械臂的碰撞检测与避免成为了研究的热点。
3. 传统视觉传感智能判断的局限性:现有技术中,非接触过程大多基于视觉传感的智能判断,但这种做法大幅增加了成本,且在某些环境下可能不够可靠或效率低下。
4. 无传感器非接触式碰撞估测方法:为了解决上述问题,提出了一种基于无传感器非接触式的机械臂碰撞估测及轨迹控制方法。该方法将机械臂碰撞视为一种扰动,通过估测力矩是否满足预设条件来判断碰撞是否发生。
5. 控制律与力矩估测:通过PID控制律对机械臂的各个关节进行控制,从而实现对机械臂关节的二阶线性系统的控制。利用控制律对机械臂的各个关节进行有效的控制,能够使复杂的空间动力学问题转化为对机械臂关节的二阶线性系统的控制问题,从而让机械臂躲避碰撞事故。
6. 实验与分析:通过实验和分析验证了改进方法在无传感器非接触式机械臂轨迹控制方面的优势,该方法能够有效使无传感器非接触式机械臂远离碰撞事故,从而保护了机器人的安全运行。
7. 关键技术的应用:在无传感器非接触式碰撞估测方法中,关键技术的应用包括扰动识别、力矩估测、以及PID控制律的实现。这些技术的集成应用是实现机械臂安全避障的关键。
8. 相关技术的参考文献:论文中提及的参考文献和研究背景为本文的研究提供了理论基础和技术支持,对于深入理解本课题的研究进展和技术难点有极大的帮助。
9. 文章的科研背景:根据文章描述,该研究得到了广西高校科研项目立项的支持,说明了该研究不仅具有理论意义,也具有一定的应用价值和科研背景。
10. 研究者背景信息:作者林泉,女,壮族,广西柳州人,从事应用教学和科研工作,有在职研究生学历,是讲师,主要研究领域为机械结构分析与设计理论。
机械臂在狭小空间中的碰撞估测与避免是机器视觉、传感器技术、机器人动力学和控制理论等多学科交叉的复杂问题。无传感器非接触式碰撞估测方法的研究与应用,对提高机器人在未知或危险环境中的自主性和安全性具有重要意义,同时也为相关领域的技术进步和产品创新提供了新的思路。