本文以基于optotrak 的PowerCube 機(jī)器人閉環(huán)系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)PowerCube 模塊
化機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析，并利用optotrak 反饋的目標(biāo)位置信息完成了機(jī)器人抓取物體的任務(wù)。
隨著機(jī)器人研究的逐步發(fā)展，傳統(tǒng)的按照事先編制好的程序進(jìn)行操作的工業(yè)機(jī)器人，已
經(jīng)不能滿足時(shí)代的要求。人們需要對(duì)環(huán)境有適應(yīng)能力的機(jī)器人，而不是只能從事一些簡(jiǎn)單重復(fù)工作的機(jī)器人。這樣，獲取諸如位置、力等外部環(huán)境的信息就顯得非常重要了。二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者在如何獲得外部環(huán)境信息方面做了大量的研究，并取得了一些成果。文獻(xiàn)[1]提出由攝象頭采集圖象并進(jìn)行相應(yīng)的處理, 然后通過(guò)計(jì)算估計(jì)目標(biāo)的位置，抓取目標(biāo)物體。文獻(xiàn)[2]將sony 公司的CCD 攝象頭安裝在Puma560 機(jī)器人的末端，分析和處理圖象，識(shí)別目標(biāo)物體-門(mén)鎖，定位和抓住門(mén)鎖并開(kāi)門(mén)。文獻(xiàn)[3]使用了SICK 公司制造的LMS291 激光雷達(dá)來(lái)獲得移動(dòng)機(jī)器人前方的環(huán)境信息。文獻(xiàn)[4]介紹了用單個(gè)CCD 攝像機(jī)和超聲傳感器相結(jié)合檢測(cè)物體位姿的方法.文獻(xiàn)[5] 利用超聲波距離測(cè)量?jī)x測(cè)量到工件的正上方測(cè)量工件的深度數(shù)據(jù)，采用一些算法獲得機(jī)器人的控制輸入向量，并控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)精確抓取工件。這些方法雖然使用了不同的儀器，但本質(zhì)上都是為了獲得原始數(shù)據(jù)。它們獲得和處理數(shù)據(jù)的過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。
本文提出了利用optotrak3020 三維測(cè)量系統(tǒng)來(lái)獲得目標(biāo)點(diǎn)位置信息的方法。我們首先
對(duì)PowerCube 模塊化機(jī)器人進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析。在解決多重解問(wèn)題的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真驗(yàn)證了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的可靠性。并對(duì)機(jī)器人的雅可比矩陣、奇異點(diǎn)和機(jī)器人的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。最后，通過(guò)optotrak 三維測(cè)量系統(tǒng)獲得的三維數(shù)據(jù)，我們實(shí)現(xiàn)精確了抓取物體的操作任務(wù)。