浅析机器人轨迹规划中关节空间轨迹的插值方法

介绍了机器人操作臂轨迹规划的概念及在关节空间进行轨迹规划的方法，重点讨论了关节轨迹的3种插值方法；三次多项式插值，过路径点的三次多项式插值和高阶多项式插值。     

空间关节机器人轨迹规划

提出了一种简捷的空间机器人运动轨迹的优化方法，对求解机器人运动学逆问题较为有效。通过实例分析，它所得运动参数不但满足作业要求，而且使机器人以最佳状况进行作业。     

冗余机械臂运动学建模与轨迹规划分析

针对七自由度冗余机械臂运动规划问题,提出了一种改进的运动学建模方法和轨迹规划方法。首先,通过改进的DH参数法建立冗余机械臂的正向运动学模型,描述从关节空间到笛卡儿空间的变换。然后,提出加权最小二乘法建立冗余机械臂的逆向运动学模型,快速求解笛卡儿空间到关节空间的变换。接着,利用五阶多项式插值函数对冗余机械臂进行关节空间轨迹规划,提高机械臂运动的平坦性。最后,在仿真中验证了本文所提方法的有效性,结果表明该方法能够有效解决冗余机械臂的运动规划问题,具有一定的实际应用参考价值。     

KLD-600机器人轨迹规划的分析

在对KLD-600机器人的正逆运动学分析的基础上，采用关节空间法分析了轨迹规划，建立了控制程序基础模型.实际动态实验表明，该机器人末端执行器的运行轨迹与规划轨迹相吻合.     

冗余自由度变几何桁架机器人的轨迹规划

本文对冗余度变几何桁架机器人的轨迹规划进行了研究。讨论了采用不同的评价函数,从而改善冗余度机器人的运动特性,并对四重四面体变几何桁架机器人进行了仿真计算。     

机器人的平面曲线轨迹规划方法

提出了一种满足笛卡尔空间与关节空间混合约束的机器人平面曲线轨迹规划方法.在笛卡尔空间讨论了控制节点的选取,节点间运动时间的分配,以及规划轨迹与要求轨迹的位置偏差和姿态偏差的估计方法;在关节空间讨论了三次样条函数插值及满足关节速度、加速度及力矩约束的方法.根据规划轨迹与要求轨迹偏离情况,非均匀地插入控制节点.通过增加有限的控制节点,有效地控制偏差,减少计算量.给出了完整的平面曲线轨迹规划算法.仿真实例验证了算法的有效性和可行性.     

一种六关节机器人关节空间轨迹规划方法

为提高六关节机器人运动效率,保证在最优时间内平滑地完成运动任务,提出一种关节空间轨迹规划方法.该轨迹规划方法首先通过D-H参数法,对机器人进行建模;在末端执行器轨迹上寻找若干个特征点,并通过逆运动学解得六个关节的关节角;采用5次非均匀B样条曲线定义速度、加速度可控的关节轨迹,并获得时间最优轨迹规划的非线性运动学约束条件;最后通过改进的粒子群算法求解关于时间最优的运动轨迹.     

一种新的机器人运动轨迹规划算法

本文在Lin和J.Y.S.Luh等人工作的基础上。提出了一种新的机器人CP(连续轨迹Continuous Path的缩写)运动轨迹规划算法,其中连续路径由一组直角坐标下的参数方程来描述,时间区间[0,T]被分成m段,各轨迹段的拟合多项式系数采用递推方式求得,这不仅易于计算机实现,且计算量也较少。本文对时间最优轨迹规划问题进行了分析,并提出了一种有效的算法。     

基于 Ｂａｘｔｅｒ冗余双臂机器人的轴孔装配轨迹规划研究

针对 Ｂａｘｔｅｒ冗余双臂机器人轴孔装配操作任务,研究了一种孔外、孔内两阶段轴孔装配轨迹规划策略。首先,根据机器人装配过程中由右臂末端受力反映出的轴和孔接触状态,考虑双臂末端受力均衡,提出了一种操作空间轴孔装配的双臂运动轨迹规划方法;然后,结合关节限制和最小关节力矩的优化函数,基于投影梯度法和 Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代方法,研究了基于 Ｂａｘｔｅｒ冗余双臂 机器人的逆运动学优化求解算法;最后,通过 Ｂａｘｔｅｒ双臂机器人     

A Fast Approach for Time Optimal and Smooth Trajectory Planning of Robot Manipulators

In this paper, a fast approach to generate time optimal and smooth trajectory has been developed and tested. Minimum time is critical for the productivity in industrial applications. Meanwhile, smooth trajectories based on cubic splines are desirable for their ability to limit vibrations and ensure the continuity of position, velocity and acceleration during the robot movement. The main feature of the approach is a satisfactory solution that can be obtained by a local modification process among each interval between two consecutive via-points. An analytical formulation simplifies the approach to smooth trajectory and few iterations are enough to determine the correct values. The approach can be applied in many robot manipulators which require high performance on time and smooth. The simulation and application of the approach on a palletizer robot are performed, and the experimental results provide evidence that the approach can realize the robot manipulators more efficiency and high smooth performance.     

自由飘浮机器人能量最优规划方法

将耦合刚体运动规划方法应用于自由飘浮空间机器人的轨迹规划中,得到一种针对能量优化的规划算法.仿真结果表明,该方法得到的轨迹不仅消耗能量小,而且关节轨迹平滑,适合于空间机器人的应用要求.     

基于粒子群算法的无人机航迹规划问题

首先将无人机航迹问题转换为多目标的TSP问题数学模型,建立了航迹规划问题的数学模型.然后将轨迹规划问题转换成一个求最短路径的单目标的有约束是优化问题,针对这类问题的求解,采用了一种新的粒子群算法并利用软件编程求解.最后验证了结果的可行性,同时讨论了结果的稳定性和收敛性.     

基于单自由度腰关节的仿人机器人上身运动规划

针对仿人机器人上身的运动规划问题,提出一种新的规划算法.首先,运用机构学和机器人学的知识根据人体的生理结构特征建立上身的运动学模型.其次,从腰关节和人臂的不同运动特征出发对其分别提出了关节位移和舒适度-势能指标,构成人体上身的运动性能指标.再次,基于得到的上身运动性能指标利用梯度投影法提出仿人机器人上身的运动规划算法.最后,利用Matlab进行数值仿真,并与人体上身运动实验结果进行对比,从而验证该算法的可行性及合理性.     

移动机器人路径规划仿真平台设计

路径规划问题是智能机器人研究的关键问题之一。笔者开发了一个智能机器人路径规划的仿真平台,该系统可用作机器人离线路径规划研究。系统的路径规划器首先将障碍物体变换到位姿空间中,再在位姿空间中进行路径搜索,根据指定的机器人起始位置及目标位置产生准优化路径。主要应用时变势场法、遗传算法、栅格法3种规划算法对机器人行走路线进行了模拟。同时,提出了一个有效的引入遗传算法的（FNA）算法,并给出了仿真结果。     

基于余弦算法的足球机器人路径规划

在分析基本算法不足的基础上,提出了机器人的路径规划方法,利用余弦曲线具有光滑、可微的特性,实时、有效地解决机器人避开障碍物从给定点到目标点找到一条最优路径规划问题。仿真试验表明：提出的方法具有较强的路径规划能力,计算量非常小,具有较高的实用价值。     

基于双目视觉的机器人局部路径规划

目的提出移动机器人利用双目视觉在不确定的环境中实现自主避障和导航的一种新方法．方法以视觉信息为决策依据，利用神经网络对障碍物的屏幕坐标和实际相对坐标进行非线性映射，在避障过程中只考虑障碍物相对于机器人的运动及可能的碰撞方式，无需考虑机器人和障碍物的运动速度和运动方向．结果映射点偏离屏幕中心误差越大，障碍物距离机器人越远，确定避碰策略越困难；而当障碍物距离机器人较近时确定避碰策略较容易．该方法计算量少，运算时间短，提高了机器人的实时性．结论仿真试验表明此种方法能有效避开障碍物顺利到达目标点，并减少了计算规模，提高了实时性．     

基于遗传算法的欠驱动机器人避障规划与轨迹跟踪

对平面欠驱动机器人的避障运动规划与轨迹跟踪问题进行了研究,提出部分稳定规划器切换的新方法,通过部分规划器的切换实现欠驱动机器人系统的运动规划任务.在制定切换规则方面利用遗传算法进行自寻优,得到最优切换规则,对含有约束的非线性规划问题,采用罚函数法在适应度函数中添加惩罚项,转化为无约束优化问题.以平面3R欠驱动机器人为例进行了数值仿真,验证了方法的有效性.     

基于目标轨迹的SCARA机器人电机参数预估

针对机器人伺服电机选型问题,以SCARA机器人模型为研究对象,提出1种基于目标轨迹的伺服电机参数预估方法。通过D-H法建立SCARA机器人的运动学正逆解模型,运用Lagrange法建立刚体逆动力学模型,为实现机器人点到点的精确运动和预估电机参数提供理论依据。基于选定的运动规律和设定的路径,分析驱动关节的转速和驱动转矩特性,初步选取驱动关节处的伺服电机型号。在Solidworks Motion中进行运动仿真分析,验证了所选伺服电机的合理性。