锥壳零件自动铺丝变角度轨迹规划算法

基于自动铺丝设备具有可灵活操作的铺放头及铺放所采用的预浸纤维丝宽度窄等特点,提出一种新型的铺层成型算法——变角度丝束铺放,其具有无间隙和无重叠的特点.以锥壳零件为例,首先建立此类零件几何特征的数学模型,推导出锥壳零件上任意轨迹的数学方程;然后提出变角度铺层的成型原理及方法,建立变角度轨迹规划算法的数学模型并推导出锥壳零件上任意变角度铺放路径及路径曲率的数学方程,再结合自动铺丝设备及预浸丝束自身特点对变角度铺层的可铺性进行分析.最后通过仿真实验对文中算法进行了验证.     

网格化曲面的固定角度铺丝轨迹规划算法

研究适用于网格化曲面的自动铺丝固定角度算法,对现有固定角度算法及其优缺点进行归纳,阐述了铺放曲面网格化的优势和应用STL文件进行网格划分的原因.提出了2类网格化曲面固定角度自动铺丝轨迹规划算法.针对算法在网格化曲面轨迹规划过程中可能出现的顶点情况和无解情况,分析了它们产生的原因,并提出了相应的解决方案.通过采用基于VC++编程实现了文中算法,并由计算结果绘制轨迹线,验证了其正确性和合理性.将固定算法引入网格化曲面,增大了算法适用范围,降低了规划难度,提高了规划效率.     

基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划

在确定取像窗口最少数量及其约束移动范围的前提下,为解决蚁群算法用于自动光学检测路径规划存在的问题,提出一种基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划方法。针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出含有3种邻域结构的变邻域路径搜索方法,改进蚁群算法以快速获得质量优异的可优化路径;针对取像窗口位置可调整的问题,提出变邻域窗口位置调整方法,进一步改善可优化路径,获得最短路径。实验结果表明,该算法比基本的蚁群算法具有更高的求解效率和求解质量,有效提升了自动光学检测系统的在线检测效率。     

四自由度机器人轨迹规划算法研究与实现

对四自由度机器人轨迹规划的理论方法进行了研究,主要介绍了关节空间中的三种插值时间函数：三次多项式插值、五次多项式插值和带抛物线过渡的线性插值,比较分析不同算法间的优缺点。然后以MT－R四自由度机器人为实验平台,基于MFC框架类,用VC＋＋开发一套机器人控制系统,软件实现轨迹规划算法。     

基于GA的时间最优机械臂轨迹规划算法

由于多项式插值轨迹规划具有阶次高、没有凸包性质等特点,传统优化方法难以应用的特点,根据机械臂运动学约束,提出了关节空间基于遗传算法(GA)的3-5-3多项式插值轨迹规划算法。利用运动学约束,以最优时间为目标,针对关节型机器人在静态环境下的点到点的轨迹规划问题,利用GA算法解算多项式插值的时间。通过与基于PSO的3-5-3多项式机械臂轨迹规划运动位置、速度、加速度曲线对比,证明该方法在运行时间和运行平稳度上都有突出优点。     

基于焊接机器人的实时轨迹插补算法

提出了一种实现焊接机器人实时轨迹插补的规划算法。该算法既能满足时间上的实时性,又能够在完成机器人当前轨迹插补的同时,实现在线调整插补参数,改变机器人当前插补方程,从而改变机器人运动轨迹与状态。而对于不同插补类型,只要找准对应线长的表示,不需要对算法本身进行修改,就可以完成相应的轨迹插补。该算法应用于“昆山一号”焊接机器人中,表明其满足焊接实时性和可调速性要求。     

基于PSO的工业机器人时间-脉动最优轨迹规划

为提高工业机器人的工作效率,并且保持机器人关节平稳运动,提出一种基于粒子群优化算法的时间-脉动最优轨迹规划方案;通过权重法将多目标优化转化为单目标优化,再运用粒子群优化算法得到时间-脉动最优的运动轨迹;轨迹规划中,采用了关节空间五次非均匀B样条插值法,以确保脉动曲线的连续性;最后以GRB4016工业机器人为研究对象进行仿真实验,结果表明,该方案可以得到较理想的运动轨迹,并验证了方案的有效性。     

基于粒子群优化的时间最优机械臂轨迹规划算法

根据机械臂运动学约束,提出了关节空间基于粒子群优化(PSO)的时间最优3-5-3多项式插值轨迹规划算法,解决了由于多项式插值轨迹规划具有阶次高、没有凸包性质等缺点,难以应用传统优化方法进行优化的问题.粒子群算法结构简单、参数易调整的特点弥补了多项式阶插值的缺点.直接在优化目标空间搜索,巧妙地避免了粒子群计算构造自变量和因变量的映射,降低了搜索维数,简化了计算.在优化过程中,采用两个适应度函数之间切换的开关控制,使各段插值尽快收敛于运动学约束内.通过与传统3-5-3多项式插值的运动位置、速度、加速度曲线对比,证明该方法运行时间更短,稳定性和流畅性更好.     

冗余度机器人在关节坏死情况下的轨迹规划

本文在分析比较一些常见的机器人灵活度标准的基础上,提出一种轨迹规划算法,通过提高机器人关节坏死后的灵活度,解决了机器人在关节坏死后由于灵活度过低造成不可控的问题.分别对4 自由度连杆机器人和平面4 自由度宏--微机器人进行了仿真和实验研究,仿真和实验结果证明了算法的有效性.􀁱􀁽     

Collision-Free Trajectory Planning for Two Cooperative Redundant Manipulators Using the Minimum-Time Criterion

An approach is proposed to generate collision-free, near time-optimal trajectories for two cooperative redundant manipulators between two sets of end-points. The time-optimal trajectory of one manipulator is found first. Then by considering this manipulator as a moving obstacle, the collision-free trajectory for the other manipulator is found. After obtaining the trajectories of both manipulators, an iterative approach is proposed to scale the time profile of the trajectories to minimize the traveling time. A simulation example is included to illustrate the validity of the proposed approach.     

模拟退火遗传算法在机械臂路径规划中的应用

为研究机械臂的路径规划问题,将传统的退火算法与遗传算法相结合,提出了一种改进的模拟退火遗传算法.该算法不仅能自适应改变遗传过程中的交叉概率和变异概率,还加入了局部退火操作,对每代子种群进行退火处理以克服路径规划过程中陷入局部最优的问题.此外,引入整体退火观念,在整个进化过程中,随着温度的降低,不断拉伸适应度函数提高算法效率.将该算法应用于实验室自主研制的七自由度轻型冗余机械臂上,以时间冲击最优为目标进行轨迹规划.实验表明,该算法可以在保证各项约束的条件下获得最优路径.