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汽车装配线机器人协作系统设计研究
目录
内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
汽车制造单元自动化需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.1汽车装配工艺流程概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.2装配线自动化应用场景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.3机器人协作的必要性与优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.4核心功能需求定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
机器人协作系统总体架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1系统设计原则与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
3.2开放式体系结构构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.3多层协同控制框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
3.4人机安全交互机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
协作机器人本体选型与布局优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
4.1机器人技术参数分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
4.2多关节机械臂与移动平台匹配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
4.3工作单元空间规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.4载具与末端执行器适配设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
智能感知与信息交互子系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
5.1环境与物体状态感知技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
5.2基于视觉的引导与检测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
5.3实时数据采集与传输．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.4人机协同信息交互界面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
高效协同控制策略研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
6.1任务分配与路径规划算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
6.2基于模型的运动规划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
6.3动态避障与冲突解决．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
6.4实时状态监控与调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
人机协作安全机制实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
7.1安全区域划分与监控．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
7.2力/位交互安全规范．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
7.3急停与异常处理逻辑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
7.4安全标准符合性验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
系统仿真与原型验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
8.1基于数字孪生的仿真环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
8.2联动控制策略仿真测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
8.3物理样机搭建与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
8.4实际工况
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