工业装配机器人轨迹规划算法研究

针对装配机器人运动过程中的振动和机构冲击问题,提出一种正弦加速、直线插补和五次多项式插值相结合的轨迹规划算法。采用正弦加速的插补算法解决了震动问题,采用分段轨迹规划的方法优化了机器人运动轨迹,减少了机构冲击。通过Matlab轨迹仿真和三菱rv-13f机器人实验验证表明,所提算法规划出的机器人运动轨迹连续、平滑且无冲击。通过与常用算法比较证明该算法提高了装配机器人运动的平滑性,有助于减少机构间的冲击,延长机器人的使用寿命。     

工业机器人空间轨迹仿真分析

机器人的建模与轨迹规划是机器人控制的基础。针对ABB_IRB120型工业机器人的结构特点,通过D-H法建立数学模型,运用蒙特卡洛法分析工作空间。文中采用MATLAB Robotics Toolbox对该型机器人进行运动学仿真和两点之间的点对点轨迹规划。针对Robotics Toolbox轨迹规划功能的局限性,通过二次开发,增加了循环算法,扩展该工具箱的轨迹规划应用范围,使模拟的机器人末端执行器能够生成连续的复杂空间运动曲线。最后对平面余弦曲线及空间螺旋曲线进行实时仿真,结果显示所生成的轨迹与设定轨迹基本吻合,运动参数有效性达到95.2%以上,证明了该算法的可行性和有效性。     

面向复杂曲面的激光切割机器人移动速度平滑控制

为了提高复杂曲面下激光切割机器人的移动速度控制精度和适应能力,提出了一种面向复杂曲面的激光切割机器人移动速度平滑控制方法。通过齐次变换矩阵和D-H运动学分析方法,组建激光切割机器人运动学模型,获取机器人对应方程的正反解。采用刀具路径插补和激光入射角调整规划方法控制激光聚焦点在复杂曲面上的切割运动。同时引入加减速滤波方法修正轨迹插补后速度曲线连续性较差的问题,最终实现激光切割机器人移动速度平滑控制。仿真实验结果表明,所提方法可以有效提升激光切割机器人移动速度平滑控制精度。     

装配机器人的运动学分析与仿真

文中对装配机器人进行运动学分析,并采用D-H方法获得了运动学正解、运动学逆解,为机器人运动学轨迹规划打下基础。使用MATLAB获得工作空间,利用逆解并根据运动过程的要求,对装配机器人进行了轨迹规划。将MATLAB中规划轨迹的结果在ADAMS中进行了虚拟仿真,获得的实验数据为装配机器人运动过程的研究和结构优化提供理论依据。     

4-DOF多功能机器人运动控制算法的研究

随着机器人技术的不断发展,机器人在现在社会发展中发挥着越来越重要的作用。文中对实验室研发的多功能4-DOF机器人的运动控制相关问题进行研究。首先对4-DOF机器人的机构整体设计并PROE三维建模,然后通过基于D-H法建立机械臂坐标系,对4-DOF机器人进行运动学正逆解分析,在逆解计算中,提出了当两轴平行两轴耦合的计算方法,即将两轴关节角视为整体计算,再利用代数方法依次得出单个关节角。同时针对机械臂的连续轨迹运动给出轨迹规划的方法,为设计机械臂控制器的实现和机械臂的运动控制提供了依据。     

ROS环境下的机器人仿真模型构建方法研究

在众多的机器人仿真平台中,ROS可以封装机器人硬件。提出在ROS环境下构建机器人的仿真模型方法。设计了机器人仿真模型的导入方法及过程,利用所提方法将模型导入具体的应用实例。将Solid Works装配文件解析成机器人模型的URDF文件,并在Move It!中进行验证。结果表明,该仿真模型构建的方法是有效的,模型是可操作的,为后续的机器人运动规划和轨迹规划问题的研究提供了易实现和易操作的机器人模型。     

基于全区域覆盖的清洁机器人路径规划

以清洁机器人的规划为研究对象,通过对清洁机器人的运动过程进行建模分析,提出了现行采用的路径记忆的规划方案和基于动态地图建立的路径规划方案,通过多方案的实验与研究,尽可能实现让清洁机器人的运行轨迹布满整片区域,同时能够避开障碍,减少运动轨迹的重复率,从而实现较为高效简洁的路径规划。     

基于激光定位的机器人加工轨迹规划

随着机械化生产的逐渐实现,加工机器人的应用范围越来越广泛。在此背景下,为提高机器人加工精度,针对基于机器视觉、COMS工业相机以及CAM的三种机器人加工轨迹规划方法无法准确跟踪给定轨迹,导致规划轨迹与期望轨迹存在较大误差的问题,提出一种基于激光定位的机器人加工轨迹规划方法。该方法首先利用激光雷达方法测量机器人与待加工目标之间的相关信息,然后利用激光跟踪仪进行误差标定,最后将误差标定结果作为改进蚁群算法迭代条件,通过多次迭代生成机器人加工轨迹。实验测试结果表明:与基于机器视觉的规划方法、基于COMS工业相机的规划方法以及基于CAM的规划方法相比,基于激光定位的机器人加工轨迹规划方法应用下,规划轨迹与期望轨迹拟合优度提高0. 07、0. 05、0. 08,轨迹定位误差较小,基本达到预期目标。     

一种考虑实际运动约束的高斯过程运动规划方法

基于梯度优化的高斯过程运动规划器GPMP2的算法运行时间短,通过概率推理来优化机器人轨迹,可得到平滑的无碰撞的轨迹。然而该算法并未考虑轮式机器人如四轮车辆等的最小转弯半径等运动约束,使规划出的轨迹在轮式机器人实际行驶中受限,为此,该文提出一种加入最小转弯半径等运动约束于GPMP2算法的运动规划方法,以规划出考虑机身尺寸的机器人运行轨迹。实验结果表明,该文算法的路径规划成功率提高了4.5%,所规划的轨迹与实际运行轨迹符合度较好。     

压电陶瓷驱动微动并联机器人工作空间分析

机器人的工作空间是衡量机器人性能的重要指标之一。该文针对微动并联机器人的特点,分析了并联机器人的工作空间的约束条件。采用极限边界数值搜索算法计算了实际机器人的工作空间,并分别分析了微动并联机器人的杆长、杆长变化量、平台半径、铰链分布点等参数对机器人工作空间的影响和变化趋势。上述分析对于并联机器人构型设计具有重要的指导意义。