基于B样条的6R机器人轨迹规划及仿真

针对6R工业机器人工作过程中要求运动平稳且轨迹光滑连续的问题,提出用三次均匀B样条曲线对各关节进行轨迹规划。分析了三次B样条曲线的反算过程,并以PUMA560机器人为例在关节空间插值得到其运动轨迹。基于CATIA和ADAMS对机器人各关节角的位移、速度和加速度等运动学参数进行仿真验证。     

基于遗传算法的新型混联搬运机器人的轨迹优化设计

传统路径规划方式多采用多项式样条曲线,次数高,轨迹计算量大,考虑工作效率及运动平稳性的要求,提出了基于速度约束的4-3-4关节空间的轨迹规划,并采用基于外点惩罚函数法的遗传算法优化多项式插值时间,通过Matlab进行各关节的位置、速度、加速度仿真验证表明,所设计的方案能保证机器人运动时间最短,且关节曲线连续平稳。     

基于五次多项式过渡的机器人轨迹规划的研究

基于五次多项式过渡对SCARA机器人的连续曲线在关节空间进行轨迹规划研究。机器人的连续曲线路径在笛卡尔空间规划,而曲线的拐角处在关节空间采用五次多项式过渡进行规划。利用笛卡尔空间和关节空间的组合,使机器人运动的连续曲线轨迹连续平滑,同时使运动的速度和加速度也连续平滑,这有利于高速运动,减少机械臂的振动。     

煤矿井下探测作业机器人轨迹粒子群规划方法研究

针对煤矿井下非结构化、不确定和复杂的未知环境作业轨迹规划问题,提出了一种基于粒子群算法的机器人轨迹规划与优化方法。建立机器人动力学模型,通过将机器人运动学约束转化为三次样条插值曲线的控制关键点约束的非线性约束优化问题,利用三次多项式插值拟合曲线,通过粒子群算法和惩罚函数法相结合,采用自适应函数控制插值收敛速度,得到一条满足实际工况要求的最优时间轨迹。研究结果表明,该方法有效地解决了煤矿井下复杂环境的机器人时间最优轨迹优化问题。     

UR5机器人运动学分析与轨迹规划研究

以UR5机器人为研究对象,为提高作业效率并保证其运动的平稳性,对其进行运动学分析与轨迹规划研究。采用D-H方法对机械臂的正、逆运动学进行了分析。以关节最大速度为约束,结合五次多项式得到了机械臂各关节的轨迹。通过建立机器人的Simulink控制模型,以关节角速度为输入,得到关节的角加速度曲线。通过对比轨迹规划与模型仿真的结果,验证了运动学方程的准确性。     

煤矿智能巡检机器人稳定平台的工作空间分析及平滑轨迹规划研究

针对传统稳定平台难于实现煤矿智能巡检机器人承载巡检仪器受井下崎岖路面产生六自由度的复合干扰问题,设计了一种4-SPU并联机构作为稳定平台装置。采用矢量法构建运动学逆解模型,通过三维边界迭代搜索法求解可达工作空间,分析可得工作空间连续无空洞现象。采用7次B样条插值方法构造平滑轨迹,以稳定平台冲击度最优建立目标函数,通过序列二次规划方法进行优化。仿真结果表明,智能巡检机器人稳定平台跟踪轨迹的速度、加速度和加加速度平滑连续且满足运动约束条件。该研究为后续智能巡检机器人的动力学分析和控制研究提供了理论依据。     

井下搬运机械手的设计与轨迹规划研究

针对煤矿在井下搬运和运输的特点,设计了6自由度的井下搬运机械手模型并对其进行了轨迹规划研究。利用五次多项式差值法对机械手各关节进行了轨迹规划,并利用MATLAB的Robot工具箱得出了各关节的位置、速度、加速度信息及搬运机械手在笛卡尔空间的运动轨迹。研究表明,所设计的搬运机械手设计合理,参数正确,为后期优化提供了理论依据。     

五节臂机器人结构设计及运动分析

通过MATLAB对机器人手臂进行仿真,研究了机器人手臂在关节空间中的轨迹规划,利用蒙卡洛法仿真得到机械手的工作空间云图,验证了运动学分析的正确性和机器人手臂各个参数及轨迹规划的合理性。说明机器人手臂的各个参数能实现预定的目标,缩短了调试时间,提高了设计效率,为机器人研究提供必要的理论基础。     

基于ADAMS的矿井用机器人虚拟样机的分析

建立了矿用机器人的虚拟样机。利用ADAMS软件对三自由度机器人进行了三维建模过程,将机器人关节角度参数化,推导出各关节点和位置点的速度和加速度。并采用三次多项式对机器人进行了轨迹规划,利用ADAMS软件中内嵌的Step函数对运动轨迹进行了仿真分析。完成了ADAMS软件接口技术的转换。     

六自由度机械臂的设计与轨迹规划研究

针对机械臂应用过程中,实际工况对机械臂在空间位姿的任意性、重复性和稳定性提出更高的要求,设计了六自由度机械臂并对其进行了轨迹规划。利用三次多项式插值法和五次多项式插值法进行了关节角轨迹规划效果对比,得出机械臂在笛卡尔空间的运动轨迹。研究结果表明,采用五次多项式插值法完成轨迹规划后的机械臂运动平稳且振动较小,机械臂机械结构设计合理,几何参数正确,具有较高的应用价值。