融合视觉与力反馈的轴孔装配仿真设计与实现文献综述

文献综述

工业机械臂因其效率高、稳定性好、恶劣环境适应性强等优点受到许多研究者的重视并取得相当的研究成果，在许多领域己经转化为生产力，例如工业、农业、零伟业、医疗业等。

尤其在工业上，因其生产精度和效率较高的特点在焊接、抛光、装配、零件加工等领域有广泛研究。

然而工业机械臂也存在着兼容性低、灵活性不够、自主性差等缺点，因此许多科研人员致力于研究机器人的智能化，通过给机器人辅助上例如温度、视觉、力等各类传感器来提高机器人适应环境的能力。

一般地，传统工业机械臂的应用基于固定的参数和流程，甚至是固定的作业轨迹，一旦作业流程中某环节发生改变就必须对机械臂的整个工作进行重新编程设定，例如零件位置发生变化或者被包装物体进行更换，则应用系统原工作流程不适应当前作业环境或对象，必须对机械臂的控制程序进行更新。

也因此，该应用系统灵活性不够，适用性不广泛，因此提高传统工业机械臂智能化程度是必要的，例如为机械臂装配视觉传感器，令其具备看的功能，为其装配力觉传感器，从而具备一定程度的摸的功能，若将二者结合，则机械臂可以更近似地模拟人类的工作方式，具备更强大的灵活性，更能适应工作环境和对象的改变，提高工作效率。

视觉是人类获取外界信息的主要来源，触觉是人类与外界接触的主要媒介信息。

一般认为，机器人的触觉包括力觉、压觉、滑动觉等，其中力觉是最复杂、综合性最高、应用最广泛的触觉感知形式。

人类通过双眼获取外部世界的信息，大脑通过处理视觉信息感知外界并控制肢体适应环境，肢体在与外界接触过程中，将触觉信息传回大脑，大脑通过处理力觉信息感知接触状态，控制肢体的下一步动作，该过程不断循环便是人类与外部世界的自主交互。

可以期待机械臂具备这样的自主能力，机械臂通过视觉传感器获取外部信息，计算机系统机对信息进行处理后控制机械臂适应环境，在机械臂运动过程中，力觉传感器反馈机械臂与外界接触过程中力的变化情况至计算机系统，计算机系统根据对力信息的处理结果控制机械臂与环境的接触动作。