基于六自由度机械臂的轨迹规划

针对机械臂运动过程中速度和加速度的运动连续性问题,基于六自由度机械臂关节空间的三次多项式轨迹规划,提出了一种过多路径点的轨迹规划的算法.为保持机械臂运动过程中各关节的速度和加速度的运动连续性,通过时间归一化方法来求解,不仅简化了求解过程,还提高了计算效率.数字仿真结果表明此方法的可行性.     

六自由度机械臂轨迹规划方法的研究

针对带有抛物线过渡的线性插值方法在加速段与线性段衔接时刻冲击过大的问题,提出了带二三次多项式混合过渡的线性插值轨迹规划方法。通过在冲击激烈变化时刻的时间邻域内增加三次多项式曲线,使加速度可连续变化,削弱冲击在此时对机械臂关节的影响。给出了提出的轨迹规划方法的轨迹曲线方程。针对六自由度机械臂关节运用MATLAB对关节空间进行仿真,并对两种轨迹规划方法在角度与角加速度方面进行了比较分析。仿真结果表明：新提出的方法能够有效削弱冲击对关节的影响。     

六自由度机械臂轨迹规划的研究

为对六自由度机械臂进行轨迹规划,首先确定对六自由度UR10机械臂进行运动学建模,以齐次变换表述机械臂位姿,在此基础上采用D-H参数法对该机械臂进行位姿分析,并建立UR10机械臂运动学的数学模型.通过MAT-LAB机器人工具箱建立模型并对其进行仿真研究,得到其关节位置、速度及加速度的变化图和末端轨迹,最后通过五次多项式插...     

基于ROS的六自由度机械臂避障研究

针对障碍环境下的机器人运动规划问题,提出了一种基于开源操作系统ROS平台的机械臂避障规划方法。以ABB六自由度工业机器人作为对象,进行运动学分析,利用Solid Works软件导出URDF文件,在ROS平台下,通过Move It!配置包完成机械臂运动规划配置。选择随机采样算法(RRT)在Motion Planning插件中进行机械臂的避障仿真,导出各个关节数据,并使用MATLAB进行二次分析。利用ROS在复杂环境下进行机器人的仿真分析,相比其他系统更加的方便直观,对机器人的应用研究意义重大。     

基于虚拟样机的六自由度机械臂轨迹规划研究

轨迹规划研究是机械臂在工作过程中的角位移、角速度和角加速度的问题,目的是使机械臂末端平稳地完成一定的作业。本文利用MATLAB建立了六自由度机械臂虚拟样机,在虚拟样机的基础上研究轨迹规划问题。采用D-H模型对虚拟样机进行运动学分析、求解,分别用关节空间轨迹规划和笛卡尔空间轨迹规划两种方法进行了研究,并对比了各自的优缺点。通过仿真结果证明,建立的虚拟样机结构合理,规划方法可以提高机械臂的作业效率,为机械臂操作提高理论指导,为后续机器人更复杂的运动仿真与路径规划打下基础。     

六自由度模块化机械臂的轨迹规划与仿真

文章主要进行六自由度机械臂在关节空间中的轨迹规划。先根据实际模型进行建模并求出D-H参数,再介绍了关节空间中三次多项式插值和五次多项式插值的原理,将模型导入到Matlab中分别用三次和五次多项式插值进行轨迹规划,分别得到三次多项式插值与五次多项式插值时各关节位移、角速度、角加速度与时间曲线图,经比较,五次多项式插值更优,并运用五次多项式插值得到笛卡尔空间的运动轨迹图,得出经过轨迹规划后机械臂的运动平稳且震动较小。     

六自由度工业机器人轨迹规划算法研究

机器人轨迹规划是根据机器人所要完成的任务路径,求出各个关节运动函数,最终得到末端执行器的位姿与时间之间的关系,同时保证机器人实现所希望的空间运动。以六自由度工业机器人为研究对象,根据机器人所要完成的任务,规划出机器人末端执行器经过点,求出这些点的位姿对应逆解,得出其关节值。通过关节空间对其进行轨迹规划,并采用Matlab进行轨迹规划数值分析,为控制系统的研究提供基础。     

基于GA-PSO的六轴机械臂轨迹规划方法

就目前遗传算法收敛性差且速度较慢,以及粒子群算法较容易跳进局部最优而非全局最优的情况下,提出了一种人工智能算法——GA-PSO的混合优化算法,来达到机械臂运行时间的最优。采用人工智能算法对关节空间中的位置以及事件进行优化,以此实现六轴机械臂运动轨迹的优化,即从起点位置到达目标点所花时间最短。运用5次多项式来构造关节空间插值曲线,以时间优化作为主要研究的运动轨迹规划转变为非线性且有约束的轨迹规划,进一步结合GA-PSO的混合优化算法来获取全局的最优解;利用MATLAB软件进行仿真,得出仿真结果显示该方法优于单一的GA与PSO算法。     

基于ROS的六自由度机械臂环境探测与避障

针对机械臂在障碍物环境下的轨迹规划问题,提出了一种基于ROS环境的机械臂避障方法。该方法使用Realsense D435深度相机与机械臂构成手眼系统,通过点云数据构造OctoMap空间概率地图,在ROS环境下使用Moveit对机械臂进行运动规划,实现了机械臂在障碍物环境下的实时避障,在真实机械臂上验证了避障效果。     

基于ROS平台的六自由度机械臂轨迹规划及仿真研究

针对机械臂轨迹规划算法复杂且运动过程中易产生冲击的问题,利用开源平台机器人操作系统ROS,提出一种在该平台下的轨迹规划方法.本课题以埃夫特六自由度(Degrees of freedom,DOF)机械臂为实验对象,在SolidWorks中建立机器人模型并对其进行正逆运动学分析;利用sw2urdf插件导出ROS识别的URD...     

六关节机械臂的轨迹规划

以六关节机械臂为研究对象,采用B样条曲线进行轨迹规划.在轨迹规划时,在给定轨迹上插值,得到中间插值点.基于逆运动学将这些中间插值点转换至关节空间,得到关节角度值,从而将笛卡尔空间的轨迹约束转换至关节空间,进而用B样条曲线拟合出各关节轨迹.应用ADAMS软件进行轨迹规划仿真,得到各关节角位移、角速度、角加速度变化曲线,进而明确后续研究目标.     

基于改进粒子群算法的六自由度工业机器人轨迹规划

针对工件打磨工况,设计建立用于打磨的机器人运动学模型,规划机器人运动学轨迹,通过改进粒子群算法优化轨迹曲线,减少机器人运行时间,提高机器人工作效率。首先建立打磨工业机器人空间运动学模型,计算目标点从笛卡尔空间转换到关节空间的逆解,在关节空间中利用“三次-五次-三次”三段多项式曲线对所求逆解进行轨迹规划,以轨迹运动时间最短作为优化目标。利用融合免疫操作的改进粒子群算法对轨迹曲线进行优化,将改进算法的优化结果与传统粒子群算法进行对比;改进后的新算法改善了粒子群算法易陷入局部最优的问题,适应度结果更好,算法效果更佳。     

动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法

为满足实时性和安全性的要求,提出了一种动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法.应用这一算法,在运动规划过程中可以兼顾机器人的避障和轨迹的平稳性.针对运动规划过程中出现的轨迹抖动问题,构建了基于自适应权重的优化问题模型.基于UR10机器人平台进行仿真验证,确认所提出的动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法的有效性与优...     

基于SimMechanics的六自由度机械臂运动算法验证

建立了基于SimMechanics模块的六自由度机械臂离线仿真平台,创建了机械臂模型,并在虚拟环境下根据六自由度机械臂末端的运动轨迹规划,通过逆运动学模型得到了各个关节角度数据,将其发送给伺服电机,从而驱动各个关节,使机械臂能够按照预期轨迹运动。通过离线仿真,证明了机械臂运动规划算法的正确性。     

七自由度冗余机械臂避障控制

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法.该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间运动方程,改进具有位置内环的逆动力学控制方法,使机械臂避障时的动态性能具有类似质量-阻尼系统的物理特性.该方法可以在控制末端执行器运动的同时实现冗余机械臂避障.为了验证所提出方法的性能,利用在轨自维护实验平台完成了实验.实验结果表明,机械臂与障碍物的最近距离大于40 mm,末端执行器位置动态误差小于10 mm,稳态误差小于2 mm.这些结果显示,所提出的方法通过合理地自运动行为实现了冗余机械臂的避障控制,而且在避障过程中不影响末端执行器的操作.     

六自由度工业机械臂运动学仿真研究

为了解决传统插补方法机械臂运行缓慢的问题,采用一种构造雅可比函数的方式来对目标曲线进行插补,根据目标曲线计算出曲线上每个点的雅可比矩阵,形成雅可比矩阵函数,再将目标曲线拟合成末端速度函数,进而求得机械臂每个关节的角速度函数。实时计算机械臂的雅可比矩阵,根据机械臂末端需要的速度,计算出每个关节的速度,这样就能保证机械臂末端在工作空间每个位置的速度可控,同时使用KUKA KR30-3工业机器人模型对其进行仿真验证并就其在头盔加工方面进行仿真分析。仿真结果表明,在避开机械臂奇异位姿的情况下,根据末端位置函数能够计算出机械臂每个关节角的速度函数,并且能够保证速度的连续性。     

基于改进灰狼算法的冗余机械臂轨迹跟踪与避障

本文将冗余机械臂的轨迹跟踪和避障规划统一为优化问题,提出了一种基于改进灰狼算法的避障跟踪优化器。首先,基于包围盒法对避障空间进行了建模,使用GJK算法计算机械臂与障碍物之间的最小距离。其次,设计了适应度函数,引入避障奖励项对优化器进行主动奖励,使机械臂在跟踪目标轨迹的同时避开障碍物。然后,使用随机分散策略对灰狼算法进行了改进,以增强算法的全局搜索能力,从而更好地求解优化问题。最后,使用九自由度冗余机械臂验证了所提出方法的有效性和优越性。实验结果表明：对于圆形目标轨迹,机械臂的末端跟踪误差为0.21 mm;跟踪过程中,机械臂与障碍物的距离不小于70 mm;相比于经典灰狼算法,改进灰狼算法使跟踪精度提高了13%。本文提出的避障跟踪优化器能以毫米级的精度同时满足冗余机械臂的轨迹跟踪和避障任务;改进的灰狼算法能有效提高经典灰狼算法的收敛精度。     

基于A~*算法的空间机械臂避障路径规划

针对空间机械臂在轨操作任务需求,提出一种基于A*算法的避障路径规划算法。根据机械臂和障碍物几何特征,对机械臂模型和障碍模型进行简化。通过研究机械臂本身所固有的几何特性,根据障碍物的位姿坐标,分析机械臂各杆件与障碍物发生碰撞的条件,进而求解空间机械臂的无碰撞自由工作空间。在此基础上,利用A*算法在空间机械臂的自由工作空间进行无碰撞路径搜索,实现了空间机械臂的避障路径规划。通过仿真试验验证了基于A*算法的空间机械臂避障路径规划算法的有效性与可行性。