基于时间最优的搬运机器人运动规划

为了提高搬运机器人在码垛过程中的速度和运动平稳性,在其关节空间内,以时间最短为规划目标,采用三次样条曲线对搬运机器人的运动轨迹进行规划,保证其速度,加速度连续;针对搬运机器人的特定的工作方式和特定的机械结构,在传统的PTP运动模式基础上提出一种基于时间最优的规划方法,对机器人整个码垛过程进行再规划。通过实验验证,运动优化后,其码垛速度大大提高。     

基于刚柔耦合建模的6R机器人位置误差分析

由于机器人在工作过程中受运行速度和加速度以及末端负载等因素变化的影响,其连杆和关节产生的形变会引起末端执行器的位置误差,针对这一问题,以FANUC M-6i B机器人为研究对象,采用仿真与试验相结合的方法,对机器人末端位置精度进行研究。运用DH法则建立运动学模型和位置误差模型,分析机器人DH参数发生微小变化对末端位置误差的影响;在ADAMS环境中进行刚柔耦合动力学仿真,在同时考虑关节柔性和连杆柔性的前提下分析运行速度和加速度、末端载荷变化对机器人末端定位精度的影响;通过自主设计的测量装置及变载荷方盒进行试验,试验与仿真结果的对比表明利用刚柔耦合动力学模型模拟计算机器人末端误差具有较好的一致性。     

基于ROS的工业机器人轨迹规划和仿真

针对工业机器人轨迹规划算法实现困难、运动过程存在柔性冲击的难题,通过对主流机器人操作系统ROS(Robot Operating system)的研究,提出一种在ROS系统下的轨迹规划的方法。实现了六轴工业机器人在笛卡尔运动空间和关节空间理想的运动轨迹,通过优化的S形轨迹规划算法得到的关节速度、加速度、加加速度变化平滑,保证了机器人运动过程的快速平稳,有效降低了柔性冲击。并通过RViz对机器人进行仿真,仿真结果和关节角度曲线图符合预期效果,表明了此方法的可行性。     

铸件多功能作业机器人多臂协调轨迹规划与仿真

以铸件多功能作业机器人的工作臂为研究对象,采用笛卡尔空间变量法对机器人铸件搬运过程进行轨迹规划。结合多臂协调的运动约束条件以及伪逆法,对机器人的4个工作臂关节运动进行优化,得到多机械臂协调运动的关节位置和速度变化曲线。由MATLAB软件仿真得到的运动参数曲线可知,算法优化后得到的运动轨迹均能保持连续、平滑,有利于实现对机器人的精准控制。利用机械臂正运动学方程得到了机械臂末端执行器的轨迹曲线,曲线满足铸件搬运的要求,验证了算法的正确性。     

基于Adams的冲压机器人运动学仿真分析

本文所涉及的RV-4F-D工业机器人是一种用于冲压生产线的上下料机器人,该机器人通过一次拾取完成上料、下料动作。借助Pro/E软件的强大建模功能进行三维实体建模,然后通过Pro/E和Adams良好的数据共享能力,将模型数据保存为parasolid格式,导入Adams软件,根据实际运动情况添加相应约束。通过对机器人末端添加点驱动来实现机器人的轨迹规划,完成运动学仿真。通过测量各关节部件的位移、速度、加速度变化情况,观察各关节相关曲线的变化趋势,为冲压机器人轨迹优化及后续动力学仿真分析奠定基础。     

基于NURBS算法的工业机器人轨迹规划研究

轨迹规划是工业机器人研究领域的重要内容之一。为解决使用直线与圆弧逼近不规则曲线方法带来较大误差的问题,提出使用NURBS拟合自由曲线,并使用S形速度曲线来控制机器人末端的运动速度和加速度,使各个插补点的位置、速度和加速度能够连续,将之反推到关节空间可以得到各个关节的角度、角速度和角加速度。最后以IRB2600工业机器人为仿真本体,通过MATLAB仿真证明:NURBS和S形速度曲线相结合的方法可以得到在关节空间连续、平稳的运行轨迹、速度曲线、加速度曲线,减弱了因各关节角度、角速度、角加速度突变带来的冲击影响,优化了机器人运行轨迹。     

管棒材拆捆机器人系统与轨迹规划研究

为了实现管棒材拆捆过程的自动化,搭建了一种拆捆机器人系统,根据作业要求设计出一种用于拆捆的末端执行器,实现了绑丝的自动抽取和剪切。采用三次样条插值函数,构造机器人各关节运动轨迹曲线,实现关节位移、速度、加速度和加加速度的连续性,确保绑丝抽取过程的平滑稳定。在满足机器人各关节最大约束的前提下,提出一种改进的DE-PSO混合算法对时间最优值进行求解,通过与单一算法进行比较,该算法寻优精度有较大改进,特别是在高维度下效果更加突出。最后,根据算法所得结果,在MATLAB下仿真得到各关节运动变化曲线图,仿真结果表明了算法的稳定性和准确性。     

基于改进麻雀搜索算法的机器人能耗最优轨迹规划北大核心

为提高机器人能量利用率,提出一种基于改进麻雀搜索算法的机器人能耗最优轨迹规划方法。为使机器人各关节速度、加速度、加加速度有界连续,采用7次B样条曲线构造关节空间轨迹。将运动学参数与动力学参数相结合计算机器人工作总能耗。在麻雀搜索算法基础上,用精英反向学习、非支配排序以及高斯-柯西变异策略对其进行改进求解出最优能耗所对应的时间序列,进而规划出能耗最优连续运动轨迹。仿真结果表明,所提轨迹规划方法不仅能实现轨迹的连续平滑,而且能有效降低能量消耗,节约生产成本。     

基于ADAMS的六自由度串联机器人运动学仿真研究

借助ADAMS仿真软件建立了六自由度串联机器人的虚拟样机模型,对其运动学问题进行了仿真研究。通过对末端执行器添加点驱动,设置期望轨迹参数方程,仿真测量得到各个关节角度变化的曲线,通过对曲线的拟合,最终得到运动学逆解。利用六个关节的运动驱动,仿真得到机器人末端执行器的位移与速度曲线,其变化平稳,无突变现象。通过在ADAMS平台上进行仿真,可直观的了解到机器人运动过程中的各连杆、各关节及末端执行器的运行状态,为机器人轨迹规划、动力学分析及离线编程、物理样机实验等提供依据。     

并联水泥装载机器人运动学研究

针对当今水泥装载行业的实际需要,提出一种自动水泥装载机器人,并设计开发出一种结构简单、驱动部件少、控制简单的并联水泥搬运机器手。介绍了该机器人的整体结构方案,确定该机器人的可行性与实用性。介绍了并联搬运机械手的基本结构组成并计算自由度,验证了该机构运动的确定性,并建立了运动学数学模型,得出其位置、速度及加速度的运动学逆解解析形式。通过运动学分析,为驱动机械手的伺服电机合理选型及机构的设计和进一步优化提供了参考。     

基于粒子群优化算法的机器人最优轨迹规划

机器人轨迹规划是机器人研究中的一个重点方向,直接关系到机器人的工作效率。为了使机器人运动过程中角速度和角加速度连续,采用三次样条插值函数对运动轨迹进行规划。由于角速度过快和角加速度过大会导致机器人系统产生震动和冲击现象,因此利用粒子群优化算法对角速度以及角加速度约束下的机器人运动时间进行优化,使得机器人在平稳运行的同时保持运行时间最优。最后运用MATLAB机器人工具箱进行仿真实验,实验结果证明了该方法在机器人轨迹规划中的可行性。     

S曲线加减速控制新方法的研究

直线加减速方法由于加速度不连续易造成冲击,传统的S曲线加减速实现方法可克服这一不足,但分段较多,程序实现较复杂。针对上述问题,提出了S曲线加减速控制的新方法,将加减速过程划分为五个阶段,并给出其加加速度、加速度、速度、位移的计算表达式,根据路径段长度进一步建立了S曲线加减速控制算法。仿真结果表明,该方法能保证速度、加速度的连续,有效提高了系统的柔性,同时简化了算法的实现。     

基于跟踪微分器的移动机器人轨迹规划与跟踪控制研究

针对移动机器人的轨迹规划和轨迹跟踪控制问题,提出一种加速度和速度约束情况下,通过贝塞尔曲线拟合参考轨迹,再利用跟踪微分器规划平滑速度的轨迹规划新方法;基于Backstepping方法,建立机器人位姿误差方程并进行控制器的设计,同时分析了控制参数对轨迹跟踪性能的影响;将轨迹规划方法和控制算法结合,并在仿真平台和移动机器人实物平台上进行实验验证。实验结果验证了轨迹规划算法和控制器的可靠性及有效性,相比于未进行速度规划、速度不连续和滑模控制等方法,提出的方法控制平稳且有效减少了位姿误差。     

基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。     

面向压力钢管维护作业的爬壁机器人焊接运动轨迹研究

介绍一款面向压力钢管维护作业的爬壁机器人,对其运动学特性进行分析.介绍机器人的机械结构和控制系统,然后采用D-H参数法建立机器人运动学模型,构造运动学正解方程,并采用Robotic Toolboox对机器人正逆运动学方程进行求解,在线显示机器人三维仿真图像,分析各关节的位移、速度及加速度曲线,并对机器人末端轨迹进行规划...     

两个机器人协调爬台阶仿真研究

分析一种可重构星球探测系统中多机器人协调的特点。针对两个机器人协调爬台阶的任务,基于静力学分析最大台阶高度与两个机器人构型的关系,以及位置、速度、加速度之间的运动学约束关系,并进行基于OpenGL的三维运动学仿真研究。结果表明:两个机器人协调能够跨越的台阶最大高度与机器人构型和机器人与台阶间的摩擦因数相关;受益于机器人间的协调,两个机器人可以跨越的台阶高度大于单个机器人轮子的半径。     

一种选择性柔性五自由度机器人的运动学分析

介绍一种新的选择性柔性五自由度机器人,以D-H矩阵为基础建立了机器人的运动学方程,利用代数解法直接推导出逆运动学的解。进行Matlab数值仿真求解出机器人的可达工作空间,进行ADAMS仿真,给出机器人末端执行器中心在x,y,z轴的位移、速度、加速度曲线,利用所测数据证明推导的运动学方程正确性。仿真结果表明,机器臂可平稳安全到达工作空间内指定位置,从而验证结构设计的合理性,为后续结构优化和运动控制提供依据。     

局部闭链码垛机器人运动学分析及轨迹规划

采用D-H法得到局部闭链码垛机器人运动学正逆解,利用MATLAB绘制其可达工作空间。基于任务需求及生产现场布置方案,完成机器人弧线过渡路径规划。依据路径规划结果,以机器人在目标轨迹上运行周期时间最短为目标,选择正弦、多项式及修正梯形3种加速度运动规律进行优选。在此基础上,通过运动学逆解将操作空间轨迹规划映射到关节空间,得到机器人各关节在目标轨迹上的位移、速度和加速度时变关系。结果表明:在弧线过渡模式下,采用修正梯形运动规律能有效缩短运行周期。     

基于遗传算法的机器人轨迹插值方法的研究

为了降低工业机器人在运动过程中关节的最大加速度,提升运动的平稳性。通过对机器人运动学分析,求出起始和终止关节角度,分别采用三次多项式和高阶多项式插值算法进行运动插值。分析两种方法的特点,提出一种新型多项式插值方法为三段多项式“414”插值算法。根据运动过程加速度连续且最小原则,采用遗传算法给出最优的两个时间节点。通过MATLAB进行仿真实验证明了“414”多项式插值方法能够使关节加速度变化更加平稳,解决了三次多项式插值算法不能约束加速度和五次多项式插值算法加速度过大的问题,降低了传动机构的冲击。     

基于雷塞控制系统的五轴焊接机器人的轨迹规划

运用Denavit-Hartenberg方法建立了以旋转关节关节角和移动关节移动分量为变量的基于雷塞系统的五轴焊接机器人运动学模型,对五轴焊接机器人正运动学和逆运动学问题进行了求解分析;采用抛物线过渡的线性插值法对焊接机器人进行了轨迹规划,通过MATLAB Robotics Toolbox工具箱对五轴焊接机器人进行了运...