摘 要

第1章 绪论 1

1.1论文研究目的与意义 1

1.2工业机器人柔顺控制研究现状 1

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

1.3本文研究内容及章节安排 3

第2章 机器人柔顺控制策略 4

2.1柔顺控制策略概述 4

2.2机器人主动柔顺控制策略 4

2.2.1阻抗控制策略 5

2.2.2基于力、位置的阻抗控制策略 6

2.2.3力/位置混合阻抗控制 7

2.3本章小结 8

第3章 汽车零部件柔性耐久测试系统设计 9

3.1耐久测试系统的工作原理和组成 9

3.2耐久测试上位机设计 12

3.2.1耐久测试上位机的功能 13

3.2.2耐久测试上位机前面板设计 13

3.3耐久测试上位机程序框图设计 15

3.3.1耐久测试上位机设计模式 15

3.3.2基于DAQ的数据通信 15

3.3.3配置参数的保存和读取 17

3.3.4压力信号数据处理 18

3.4压力传感器标定 21

3.4.1压力传感器标定VI前面板设计 21

3.4.2压力传感器标定VI程序框图设计 22

3.5本章小结 23

第4章 机器人RAPID程序设计 24

4.1配置数字通信端口 24

4.2创建工件坐标数据 28

4.3 RAPID程序设计 28

4.4本章小结 29

第5章 系统测试与结果分析 30

5.1测试实验平台 30

5.2实验结果分析 31

5.3本章小结 32

第6章 结论与展望 33

6.1研究结论 33

6.2研究展望 33

参考文献 34

致谢 36

摘 要

随着汽车的普及和发展，人们对汽车上的零件的可靠性有了新的要求和认识，对汽车零部件的测试需要也越来越高，论文将设计汽车零部件柔顺耐久自动测试系统，以解决传统测试方法难以真实模拟实际使用的场景等问题。

文中首先研究了柔顺控制在国内外的研究现状，阐述了机器人主动柔顺控制理论。其次以汽车座椅耐久测试为研究对象，明确汽车座椅耐久测试系统的原理，选择ABB机器人和三维假人为测试工具，通过安装在假人背部和臀部的压力传感器反馈椅座和椅背的受力状态到以LabView开发的控制软件中。控制软件通过数据处理再向机器人RAPID程序发出命令和数据，从而控制机器人按RAPID程序中设计的进出座椅的轨迹和位姿进行运行，达到柔顺控制的目的，实现模拟实际使用过程中真人进出座椅的场景。最后通过系统测试，验证了耐久柔顺控制系统的可行性。

关键词：汽车座椅；耐久性测试；柔顺控制；阻抗控制；

Abstract

With the popularization and development of automobiles, people have new requirements and understandings on the reliability of parts on automobiles, and the testing requirements for automotive parts are getting higher and higher. This article will design a flexible and durable automatic test system for auto parts. To solve the traditional test method is difficult to realistically simulate the actual use of the scene and other issues.

This paper first studies the research status of compliance control at home and abroad, and expounds the theory of active compliance control of robots. Secondly, taking the durability test of car seats as the research object, the principle of the vehicle seat endurance test system is clarified. ABB robots and three-dimensional dummy test tools were selected to feedback the stress status of the seat and back to the control software developed by LabView through pressure sensors mounted on the back and hips of the dummy. After the control software completes the data processing, it sends commands and data to the robot RAPID program to control the robot to run according to the trajectory and position of the seat designed in the RAPID program to achieve the purpose of compliant control, acting the scene of real person entering and leaving the seat during the actual use. Finally, through system testing, the feasibility of a durable and flexible control system was verified.

Key Words: Automobile seat; durability test; compliance control; impedance control;

第1章 绪论

1.1论文研究目的与意义

随着汽车的普及和发展，人们对汽车上的零件的可靠性有了新的要求和认识，对汽车的质量和便捷性提到了一定的高度。随着汽车工业的发展和科技的进步，汽车整体的设计越来越向高级化、人性化、舒适化方向发展，人们对汽车的乘坐的舒适越来越关注，对汽车检测水平的要求越来越高，尤其是对汽车座椅，因为汽车座椅关系到人的乘坐舒适程度和驾驶疲劳度，为了提高汽车座椅的质量，对汽车座椅实施疲劳耐久测试是必要的^[1]。

汽车厂家对测试数据的分析越来越细致，由此也要求检测服务商能够提供真实模拟实车情况的测试数据。在对汽车零部件及车身产品进行耐久性测试过程中真实地模拟用户的实际使用习惯和使用方式将是个困难的问题。传统的测试手段只能机械地模拟用户的某种特定动作，而在实际情况中用户的操作往往带有一定的任意性和随机性，传统测试方法很难全方位的进行真实模拟。

论文的技术方案是通过软件和硬件结合，将多轴力传感器应用在机器人的控制中，使机器人的应用具有更大的灵活性和一定的自我修正能力。在一些需要精确控制的场合中可以很好地模拟人的动作，更加贴合实际操作人员的感受。这种高度仿真的模拟测试，可更有效的考核汽车部件产品的各种技术特性。具有力学感应能力的机器人在机器人编程便利性上具有较大的优势。普通操作人员能便利的利用此性能对机器人进行编程，同时在测试过程中灵敏的多向力感应能力可极大的避免故障造成的测试系统及测试样品的损坏。