【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，特别涉及一种基于rrt的轴孔装配机器人系统。
技术介绍
1、为提高生产效率、装配质量和工作环境安全性，降低人力成本和风险，越来越多的企业利用装配机器人系统实现装配作业。装配机器人是自动化装配系统的核心设备。装配机器人可以适应不同行业的装配需求，广泛应用于汽车制造、电子产品制造、制药行业等。其中，装配机器人的大量作业是轴与孔的装配，虽然轴孔装配机器人的技术已经较为成熟了，但是依然存在不足。
2、在自动化生产线上，机器人完成装配需要抓取和移动目标件。然而在现有的轴孔装配机器人中，末端执行器一般为刚性材料，而刚性末端执行器适应度较低，在装配易变形物体时对夹爪力度控制要求很高，且夹取曲面时接触面小，从而使得装配难度较大。此外，对于不同的产品，末端执行器的结构通常不同，因此需要根据生产产品的不同频繁更换末端执行器，由于更换操作繁琐（包括拆卸、安装、调试等），不仅增加了人员的工作量，还导致装配机器人的工作效率较低，而调试过程中产生的不良品也造成成本浪费。
3、现有的装配机器人，通常其关节运动轨迹无法做到平滑，导致在装配过程中产生振动、噪音等问题，使得产品装配精度不高，进而会影响产品的使用寿命和安全。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于rrt的轴孔装配机器人系统，以解决如何提高装配机器人的工作效率和装配精度的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于rrt的轴孔装配机器人系统，包括：
3、机械臂，包
4、柔性末端执行器，安装于所述机械臂的末端，用于抓取轴孔零件；
5、控制器，基于rrt算法对所述机械臂进行路径规划，并控制所述机械臂和所述柔性末端执行器的运作，以对轴孔零件进行高精度的装配作业。
6、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述控制器包含有基于dh参数法对所述机械臂建立的运动学模型，以通过所述运动学模型获得所述机械臂所有关节的dh参数，并通过dh参数控制所述机械臂的运作。
7、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述控制器的运动学模型在建立完成之后，利用matlab对其进行分析验证，其中，分析验证的方法包括：
8、使用link函数设置机械臂各个连杆的参数，并根据实际需求设置机械臂各个关节的角度范围；
9、通过serialink函数连接各个关节，建立机械臂模型；
10、初始化各个关节的角度；
11、将初始化角度传入teach函数，通过teach函数打开matlab图像化的仿真界面进行仿真分析，以确认运动学模型建立正确。
12、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述通过teach函数打开matlab图像化的仿真界面进行仿真分析的方法包括：
13、计算得到所述柔性末端执行器的第一位姿矩阵；
14、通过matlab中的robotic toolbox仿真工具箱的fkine函数求得各关节向量对应所述柔性末端执行器的第二位姿矩阵；
15、将第一位姿矩阵和第二位姿矩阵转换为欧拉角；
16、若第一位姿矩阵转换的欧拉角与第二位姿矩阵转换的欧拉角一致，则认为运动学模型建立正确。
17、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述控制器还包含有rrt算法模块，以计算得到所述机械臂的运动路径，并根据运动路径控制所述机械臂的运作。
18、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述rrt算法的构建方法包括：
19、基于现有的rrt算法，增加双向搜索策略、目标偏向概率策略；
20、基于贪婪算法，增加路径优化策略，以优化rrt算法的路径规划。
21、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述双向搜索策略包括：
22、以rrt算法的初始节点和目标节点分别作两棵搜索树的根节点，记为初始根节点和目标根节点，并设定步长；
23、在无碰撞空间内随机生成一个点，记为随机点，并在初始根节点对应的搜索树中搜索与随机点欧氏距离最小的点，记为第一邻近点；
24、以第一邻近点为起点，沿第一邻近点到随机点的方向，以步长为基准，截取第一新节点；
25、若第一新节点与第一邻近点之间的路径与障碍物无碰撞，则将第一新节点加入初始根节点对应的搜索树；
26、在目标根节点对应的搜索树中搜索与第一新节点欧氏距离最小的节点，记为第二邻近点；
27、以第二邻近点为起点，沿第二邻近点到第一新节点的方向，以步长为基准，截取第二新节点；
28、若第二新节点与第二邻近点之间的路径与障碍物无碰撞，则将第二新节点加入目标根节点对应的搜索树；
29、重复上述步骤，直至两棵搜索树相遇；
30、交换初始根节点和目标根节点的角色，并重复上述步骤。
31、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述目标偏向概率策略包括：
32、设置目标偏置阈值；
33、获取rrt算法在每次采样时随机生成的概率值；
34、若概率值超出目标偏置阈值，则搜索树向目标点方向拓展；否则，rrt算法在工作空间内随机选择一个采样点。
35、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述基于贪婪算法，增加路径优化策略的方法包括：
36、从初始路径中选择起始点，从起始点开始，逐步向目标点靠近；
37、判断当前点与目标点之间的连线上是否存在碰撞，若存在碰撞则对下一个点进行判断，否则将当前点与目标点连接起来，并去除掉初始路径中当前点与目标点之间的节点；
38、当目标点在新节点和邻近点之间时，判断已到达目标节点，停止路径搜索，并在路径数组中删除新节点、加入目标点。
39、可选的，在所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统中，所述rrt算法包括：
40、以初始节点和目标节点分别作两棵搜索树的根节点，记为初始根节点和目标根节点，并设定步长；
41、设置目标偏置阈值；
42、在每次采样时随机生成的概率值大于目标偏置阈值时，将目标点作为采样点；否则在无碰撞空间内随机生成一个随机点；
43、在初始根节点对应的搜索树中搜索与随机点欧氏距离最小的点，记为第一邻近点；
44、以第一邻近点为起点，沿第一邻近点到随机点的方向，以步长为基准，截取第一新节点；
45、若第一新节点与第一邻近点之间的路径与障碍物无碰撞，则将第一新节点加入初始根节点对应的搜索树；
46、在目标根节点对应的搜索树中搜索与第一新节点欧氏距离最小的节点，记为第二邻近点；
47、以第二邻近点为起点，沿第二邻近点到第一新节点的方向，以步长为基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述控制器包含有基于DH参数法对所述机械臂建立的运动学模型，以通过所述运动学模型获得所述机械臂所有关节的DH参数，并通过DH参数控制所述机械臂的运作。
3.根据权利要求2所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述控制器的运动学模型在建立完成之后，利用MATLAB对其进行分析验证，其中，分析验证的方法包括：
4.根据权利要求3所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述通过teach函数打开MATLAB图像化的仿真界面进行仿真分析的方法包括：
5.根据权利要求1所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述控制器还包含有RRT算法模块，以计算得到所述机械臂的运动路径，并根据运动路径控制所述机械臂的运作。
6.根据权利要求5所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述RRT算法的构建方法包括：
7.根据权利要求6所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统
8.根据权利要求6所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述目标偏向概率策略包括：
9.根据权利要求6所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述基于贪婪算法，增加路径优化策略的方法包括：
10.根据权利要求6所述的基于RRT的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述RRT算法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于rrt的轴孔装配机器人系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述控制器包含有基于dh参数法对所述机械臂建立的运动学模型，以通过所述运动学模型获得所述机械臂所有关节的dh参数，并通过dh参数控制所述机械臂的运作。
3.根据权利要求2所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述控制器的运动学模型在建立完成之后，利用matlab对其进行分析验证，其中，分析验证的方法包括：
4.根据权利要求3所述的基于rrt的轴孔装配机器人系统，其特征在于，所述通过teach函数打开matlab图像化的仿真界面进行仿真分析的方法包括：
5.根据权利要求1所述的基于rrt的轴孔装...
【专利技术属性】
技术研发人员：王福杰，郑芷琳，陈兆天，罗俊轩，敖继渊，郭芳，秦毅，李醒，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：
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