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以功能为导向的双臂装配遥操作技术用于拆卸连接部件

GenSako,TakuyaKiyokawa,KensukeHarada,TomokiIshikura,NaoyaMiyaji,andGenichiroMatsuda

Abstract—机器人非破坏性拆卸配合部件仍然具有挑战VirtualTeleoperatorReal-World

性，由于需要灵活的操作和有限的内部结构可视性。本研究提

出了一种由功能引导的遥操作系统，该系统能够实现直观的人

类示范双臂固定与拆卸任务对于配合部件而言。该系统在虚拟

环境中可视化可行的手部姿态和拆卸方向，这些都源自物体的

几何形状，以解决遮挡和结构复杂性的问题。为了防止跟随功能

时加载下的过度位置跟踪，我们将结合位置和阻抗控制的混合Fig.1:提出的�����s概述

控制器集成到遥操作拆卸臂中。现实世界的实验验证了所提出

本的系统的有效性，显示任务成功率提高并减少了物体姿态偏差。部结构被遮挡且复杂也无妨。图1显示了我们提出系统的

译概述。

I.介绍

中在拆卸任务中，拆卸方向的可视化操作可能性有时会

1随着环境问题和资源枯竭的日益严重，实现可持续社导致演示轨迹产生过多的位置跟踪和力的应用。为缓解

v会已成为当务之急。再制造，即促进产品的重复使用，已此问题，所提出的系统结合了位置跟踪与阻抗控制的混

7

3作为可持续生产和消费的关键策略受到广泛关注[1]。特合控制方案，防止在拆卸过程中对物体施加过大的负载。

9别是，虽然对大型家用电器再制造的需求正在增长，但拆我们通过真实世界的双臂遥操作实验验证了该系统。

5

0解过程仍然高度依赖于人工劳动。劳动力短缺和安全问其有效性是通过对任务成功率和拆卸操作过程中及之后

.

8题推动了利用机器人系统自动执行拆解操作的努力[2]。的对象姿态偏差与对比方法进行比较来评估的。

0

5连接件在家电结构中广泛使用，通常设计为便于组II.相关工作

2装，但由于其内部结构的可视性有限，对无损拆解构成

:

v了重大挑战[3]。在机器人拆卸任务中，确定可行的抓取A.力感知接触丰富操作

i

x姿态和拆卸方向对于可靠执行至关重要[4]。然而，由于若干研究已经解决了诸如装配和拆卸之类的接触密

r

a缺乏一个既定的遥操作框架用于教学，在这种情况下难集型操作任务。由于拆卸涉及频繁的接触交互，力控制

以有效应用最近的模仿学习技术进展[5]。此外，产品设扮演着重要角色。

计的变化以及在拆卸过程中零件状况的变化增加了自动舒马赫等。[6]提出了使用力感应识别和移除小型产

化的复杂性。品中的配合部件的方法，但他们的方法不适用于大型家

为应对这些挑战，本研究提出了一种基于功能提示用电器。佩特内尔等。[7]实现了使用触觉反馈结合位置

的遥操作系統，该系统能够有效地演示双臂拆卸操作。在控制的直观教学，但这仍然导致装配目标物体受损。张

固定和拆解任务中，该系统根据目标对象的几何模型估等。[8]分析了拨出销所需的末端执行器柔顺性，而戈利

计可行的抓取姿态和拆解方向。这些功能提示会在虚拟等。[9]则利用强化学习实现了销的拆卸。

环境中进行可视化，以支持演示者的决策过程，即使内然而，将这些方法直接应用于大型家用电器仍然具

有挑战