关节型工业机器人轨迹规划研究综述

关节型工业机器人凭借其良好的灵活性和高效率的工作模式被广泛地应用于现代工业自动化生产之中,例如搬运、码垛、焊接、切割等。轨迹规划是工业机器人运动控制的基础研究领域,决定着其作业效率和运动性能。工业机器人的轨迹规划是指综合考虑作业需求和机器人性能,在笛卡尔空间或关节空间内得出指导机器人末端执行器运动的轨迹。阐述了工业机器人轨迹规划的概念及其分类,就各个领域的轨迹规划算法进行了全面综述,包括基本轨迹规划和最优轨迹规划,指出了各类轨迹规划算法中所存在的问题和未来的发展方向。     

煤矿巷道修复重载作业机器人现状与发展趋势

煤矿重载作业机器人是替代高危岗位工人作业的智能装备,面临作业空间狭小局促、作业环境复杂多变等挑战。总结了重载工业机器人现状及煤矿巷道修复装备的发展历史,指出目前煤矿巷道修复装备仅实现了遥控和自动卷缆功能,智能化水平不高,需研发煤矿巷道修复重载作业机器人;提出了煤矿巷道修复重载作业机器人的概念及功能定位,指出煤矿巷道修复重载作业机器人研制面临狭长封闭巷道空间内位姿精确感知、行走路径规划与行走控制、作业轨迹规划与运动控制等关键技术问题;阐明了煤矿巷道修复重载作业机器人发展方向为提高煤矿巷道修复重载作业机器人的可靠性、稳定性和智能化水平,加强与其他机器人施工工艺的匹配。     

工业机器人轨迹规划方法综述

轨迹规划是工业机器人运动控制的基础,对工业机器人的工作效率和稳定性有重大影响。为掌握工业机器人轨迹规划方法的研究现状,根据工业机器人规划空间和优化目标的不同对轨迹规划方法进行分类,介绍了直线、圆弧等基本轨迹的优缺点和适用场合,分析了基于约束和智能算法的各种最优轨迹规划算法的思路和性能特点。指出了基于强化学习的轨迹规划、轨迹误差预测和补偿、动态避障、多机器人运动规划等是工业机器人轨迹规划的关键问题和重要研究方向。     

非时间参考的机器人路径规划与控制方法

本文面向非结构化环境,针对传统的基于时间的规划方法的不足,提出了一种非时间参考的 机器人路径规划方法;并根据该规划的特点,设计了相应的控制算法．在这种规划方法下, 机器人遇到障碍时能自动停止运动,而当障碍物被清除后,又能沿以前的规划继续运动,避 免了系统所受到的损害和任务的重规划,提高了系统处理不确定事件的能力．     

表征空间中的机器人分层运动规划

由于对机器人的任务要求日趋复杂和多变,如何使机器人具备灵活的配置和运动规划能力,以适应复杂任务的需求,成为了目前运动规划领域所研究的核心问题.传统的基于任务空间和配置空间的建模方法虽然在机器人运动规划领域得到了非常广泛的应用,但在用于解决复杂规划任务时无法对不可行任务进行进一步地处理.本文在表征空间模型的基础上,提出了一种分层的运动规划算法,一方面借助于表征空间维度的扩展,使对运动规划任务的描述更为灵活;另一方面通过任务层与运动层的循环交互,使生成的路径满足更高层次和更丰富的任务要求.在仿人机器人和多机器人系统上的应用结果表明了本文所提算法的有效性.     

基于6R关节式工业机器人的运动规划研究与仿真

工业机器人运动规划是控制机器人完成工作运动任务的关键,直接决定了机器人运动轨迹质量.为研究6R工业机器人的运动问题,本文以安川MA1440机器人为研究对象,对其进行运动轨迹分析与仿真.首先,基于CREO三维软件建立三维模型,其次,根据D-H参数法建立机器人的连杆坐标系,进而得到关节角度等相关参数,然后根据齐次变换矩阵导...     

胸腹腔经皮穿刺机器人研究进展及关键技术分析

为促进我国经皮穿刺机器人的研究与发展,综述了国内外胸腹腔经皮穿刺机器人的研究现状.对穿刺机器人所涉及的术区信息感知、柔性针穿刺、运动规划、主从控制、安全交互控制等关键技术进行了讨论与分析.在总结研究成果与分析关键技术的基础上,指出胸腹腔经皮穿刺机器人今后的发展趋势与面临的挑战.     

基于ADAMS的仿壁虎机器人步态规划及仿真

分析了一种仿壁虎机器人的机械结构及其运动学原理,通过对壁虎运动行为的研究,规划了一种仿壁 虎的墙面爬行对角步态．利用ADAMS 对机器人沿垂直壁面爬行的运动进行了仿真,分析了模型质心位移、关节转 矩以及足部与壁面之间的接触力等参数．最后通过实验分析,验证了结构设计、步态规划的合理性,所选择的电机 符合设计要求．     

提高柔性机器人运动状态下固有频率的一种方法

对提高柔性机器人运动状态下的固有频率进行了研究．首先分析了影响柔性机器人固有频率的因素，得出了在结构参数不变的情况下，可以通过适当调整运动参数来提高机器人固有频率的结论；然后研究了机器人的初始位形与运动参数的关系，提出了通过规划机器人的初始位形来调整运动参数从而提高机器人在运动状态下的固有频率的方法，并且给出了相应的算法；最后通过数值仿真验证了该方法的有效性．     

工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的理论与实验研究

提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法, 它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下, 机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短. 在这种方法中, 所规划的关节轨迹都采用二次多项式加余弦函数的形式, 不仅可以保证各关节运动的位移、速度、加速度连续而且还可以保证各关节运动的二阶加速度连续. 采用这种方法, 既可以提高机器人的工作效率又可以延长机器人的工作寿命. 以PUMA 5 6 0机器人为对象进行了计算机仿真和机器人实验, 结果表明这种方法是正确和有效的. 它为工业机器人在非线性运动学约束条件下的时间最优轨迹规划及控制问题提供了一种较好的解决方案.     

工业机器人技术研究与发展综述

作为一项高科技技术,工业机器人技术对经济社会的发展和影响越来越重要,推动着社会生产的变革,改变着人们生活的方式.本文对工业机器人技术的起源及组成进行论述,综述其国内外技术发展现状,分析其将来发展趋势,并对当前工业机器人技术发展做出相应总结.     

奇瑞工业机器人产业化开发介绍

从自身发展和为国家振兴装备业做贡献两方面考虑,奇瑞公司从2008年初开始联合国内高校和科研单位共同开发工业机器人。在机器人研发过程中得到了科技部、工信部以及地方政府部门的大力支持,先后承担了国家863计划点焊工业机器人科技攻关项目和工信部数控重大专项关于工业焊接机器人和重载搬运机器人项目。     

多点焊接机器人最优运动规划策略与算法研究

利用遗传算法寻找多点焊接机器人的最优运动规划的方法。第一步应用遗传算法对多点焊接工业机器人进行全局路径最优规划,确定机器人操作手终端遍历所有目标点的最短路径;然后在相邻目标点之间应用遗传算法进行关节空间的轨迹规划,寻找时间最短的最优轨迹。实验结果表明缩短了运行时间,提高了机器人的工作效率,可见方法的可行性和先进性。     

一个实用的机器人两级规划与控制系统

本文首先论述了一个实用的工业机器人两级计算机控制系统,然后,提出了一种新的轨迹规划方法.这种方法以终端运行长为函数描述关节运动律,在运行折线时,转角处运动减速的值随夹角大小而异.最后本文给出了轨迹规划的仿真及在LUOTUO-Ⅱ工业机器人上实现实时控制的结果.     

基于VC++的工业机器人轨迹规划研究

文章探讨了工业机器人轨迹规划的理论和研究方法,介绍了基于VC++的机器人轨迹规划软件的实现方法。该软件使机器人能够实时规划无碰轨迹,并利用ROSTY软件绘制无碰位姿的机构仿真简图。通过Motoman-HP3机器人的实验,实现了运用VC++应用程序调用Motocom32软件的外部接口函数对工业机器人进行轨迹规划的应用。仿真实验证明,所开发的机器人轨迹规划软件可以实现机器人的远程控制,能保证机器人定位的精度。     

基于增强学习的工业机器人自主运动规划

工业机器人在钢铁冶金领域的应用有利于降低企业人力成本、生产维护成本和安全事故的发生,提高生产效率、工艺稳定性和产品质量.钢铁冶金流程非结构化的工作环境,不确定性因素较多,要求工业机器人具有更多的自主性和智能化程度,本文基于增强学习的Sarsa算法对应用在钢铁冶金领域的平面三自由度工业机器人进行了研究.首先,建立了机器人自主运动规划模型;其次,研究了Sarsa算法并编程实现;最后,利用仿真实验对模型进行验证.研究结果表明,基于增强学习的设计可以实现工业机器人的运动自主规划和在不确定工作环境中的自适应,有利于工业机器人在钢铁冶金等非结构工作环境中的应用.     

工业机器人时间-能量最优轨迹规划

针对工业机器人时间最优、能耗最优的多目标轨迹优化问题,提出了一种基于改进引力搜索算法的最优轨迹规划方法。将引力搜索算法的种群按照惯性质量的大小均分为两组。首先引领组的粒子进行小范围的邻域搜索。然后引领组通过施加引力来引导跟随组的粒子进行位置更新。同时引入人工蜂群算法的贪婪选择策略,每次更新保留较优解。以自主研发的150 kg重载机器人为实验对象,将所提算法与标准人工蜂群算法和引力搜索算法进行比较,结果表明所提算法具有更优性能。     

通用的工业机器人运动仿真系统IRKSS

本文介绍一个基于微机的通用的工业机器人运动仿真软件包(简称 IRKSS).该软件包集机器人正、逆问题自动符号建模、机器人本体与环境物的三维几何造型、运动轨迹规划、运动图形仿真以及碰撞干涉检测等功能于一体.经过对多种机器人的作业运动仿真实践表明,IRKSS 是正确而有效的.     

ROS下基于EtherCAT的串联机器人控制系统

针对传统工业串联机器人控制系统大多面向特定对象,系统开发工作量大,可移植性差,代码复用率低等不足,提出了采用开源机器人操作系统(ROS)为平台,利用开源IgH EtherCAT主站实现控制系统和驱动器Ethercat通信,通过建立统一机器人描述格式(URDF)模型,结合moveit!提供的开源运动规划库(OMPL)进行上层运动规划,设计开发了具有开放性、可移植性和可扩展性高的机器人运动控制系统.使用快速扩展随机树(RRT)相关算法对控制系统进行试验验证,结果表明:控制系统能够有效完成运动控制并适用于其他类型的机器人.     

基于位姿空间栅格扩展及变维搜索的\=机器人运动规划新策略

本文首先对机器人运动规划算法中的栅格扩展策略及次序规划法进行了探讨,并提 出了相应的改进方法,在此基础上提出了一种新的机器人运动规划策略——基于位姿空间栅 格扩展及变维空间搜索算法,该算法可有效地在复杂环境中找出无碰撞路径．