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水下用机器人遥操作模式下主从端设备空间映射控制算法研究

杨俊豪 王炳炎 余志伟 蒲耀洲 李豪 陈茜 马山林

杨俊豪, 王炳炎, 余志伟, 蒲耀洲, 李豪, 陈茜, 马山林. 水下用机器人遥操作模式下主从端设备空间映射控制算法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 204-209. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0204
引用本文: 杨俊豪, 王炳炎, 余志伟, 蒲耀洲, 李豪, 陈茜, 马山林. 水下用机器人遥操作模式下主从端设备空间映射控制算法研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 204-209. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0204
Yang Junhao, Wang Bingyan, Yu Zhiwei, Pu Yaozhou, Li Hao, Chen Qian, Ma Shanlin. Research on Space Mapping Control Algorithm of Master-slave Equipment in Teleoperation Mode of Underwater Robot[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 204-209. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0204
Citation: Yang Junhao, Wang Bingyan, Yu Zhiwei, Pu Yaozhou, Li Hao, Chen Qian, Ma Shanlin. Research on Space Mapping Control Algorithm of Master-slave Equipment in Teleoperation Mode of Underwater Robot[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 204-209. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0204

水下用机器人遥操作模式下主从端设备空间映射控制算法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0204
详细信息
    作者简介:

    杨俊豪(1996—),男,硕士研究生,工程师,主要从事核反应堆换料工艺及专用设备的研究,Email:1067407546@qq.com

  • 中图分类号: TL48

Research on Space Mapping Control Algorithm of Master-slave Equipment in Teleoperation Mode of Underwater Robot

  • 摘要: 为了安全高效地完成水下清洗工作,提出了一种核电厂水下用机器人清洗装置,该装置基于UR5水下用串联机器人实现。通过介绍该机器人的控制系统组成,分析了主从端的关节空间和工作空间。同时在遥操作模式下,分析主从端关节空间映射算法和工作空间映射算法,并基于两种映射控制算法进行遥操作试验,综合对比试验结果。最后根据核电厂水下清洗任务需要,主要采取响应速度较快的关节空间映射算法用于遥操作模式下的主从端控制。

     

  • 图  1  机器人清洗装置工作场景图

    Figure  1.  Working Scene Diagram of Robot Cleaning Device

    图  2  机器人清洗装置结构示意图

    Figure  2.  Structural Diagram of Robot Cleaning Device

    图  3  遥操作模式控制流程图

    Figure  3.  Flow Chart of Teleoperation Mode Control

    图  4  主端控制器-Touch设备

    Figure  4.  Master Terminal Controller - Touch Device

    图  5  Touch设备工作空间及投影

    Figure  5.  Workspace and Projection of Touch Device

    图  6  UR5机器人实际可用工作空间及投影

    Figure  6.  Actual Available Workspace and Projection of UR5 Robot

    图  7  关节空间下主从端设备末端位移图

    Figure  7.  End Displacement Diagram of Master and Slave Equipment in Joint Space

    图  8  工作空间下主从端设备末端位移图

    Figure  8.  End Displacement Diagram of Master and Slave Equipment in Workspace

    表  1  Touch设备关节变量约束空间

    Table  1.   Joint Variable Constraint Space of Touch Device

    关节
    变量
    θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6
    约束
    空间
    −55°~55° −100°~0° −72°~48° −160°~120° −60°~60° −147°~149°
       θi—Touch设备第i个关节当前角度
    下载: 导出CSV

    表  2  从端UR5机器人关节变量约束空间

    Table  2.   Joint Variable Constraint Space of Slave UR5 Robot

    关节变量 α1 α2 α3 α4 α5 α6
    约束空间 −180°~180° 35°~140° −150°~150° −120°~120° −180°~180° −180°~180°
       αi—UR5机器人第i个关节期望角度
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-22
  • 修回日期:  2022-09-30
  • 刊出日期:  2023-02-15

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