本文關(guān)鍵詞：基于多自由度工業(yè)機械臂的避障路徑規(guī)劃技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《江南大學(xué)》 2012年

基于多自由度工業(yè)機械臂的避障路徑規(guī)劃技術(shù)的研究

盛巍  

【摘要】：機器人是整合控制論、機械電子、計算機、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物。本文根據(jù)項目需求以研發(fā)多自由度工業(yè)機械臂為目標(biāo)，此機械臂可以在示教模式下完成指定的動作。本文就機械臂避障與路徑規(guī)劃研究過程中遇到的關(guān)鍵技術(shù)做了如下討論： （1）首先，本文調(diào)研了目前國內(nèi)外工業(yè)機械臂避障路徑規(guī)劃發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際項目，在滿足課題需求情況下，以研究六自由度工業(yè)機械臂避障路徑規(guī)劃技術(shù)為目標(biāo)。 （2）利用D-H方法建立了多自由度工業(yè)機械臂的運動學(xué)模型，并分析了運動學(xué)正問題與逆問題，著重對逆問題中多解、逆解的求解方法等進行了分析；機械臂動力學(xué)問題同樣包括正問題和逆問題，本文從實時控制、動力學(xué)模型、最優(yōu)控制以及良好的動態(tài)性能和最優(yōu)指標(biāo)幾個方面對機械臂的動力學(xué)中的問題進行了闡述。 （3）隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)路徑規(guī)劃中的中間點的設(shè)置和避障過程中碰撞點的預(yù)判都涉及到機械臂末端控制器的工作空間、奇異性等相關(guān)技術(shù)難點。為了深入地進行路徑規(guī)劃、避障和運動控制的研究，本文對機械臂的工作空間、奇異點等進行了討論。 （4）無奇異路徑規(guī)劃是指如何在執(zhí)行任務(wù)時規(guī)劃出避開奇異區(qū)域的路徑。本文提出了改進算法，該算法在保留牛頓迭代法自身優(yōu)點的同時，又克服牛頓迭代法不能解決路徑點中存在奇異點的缺點，引入另一種新的路徑規(guī)劃的算法—關(guān)節(jié)坐標(biāo)規(guī)劃法，改進算法可以有效的解決路徑規(guī)劃中奇異性的問題。 （5）為了提高機械臂規(guī)劃軌跡的平滑性，保證加速度、速度的平滑，減少了對電機的沖擊傷害，有效降低軌跡跟蹤誤差。本文從2個方面對平滑避障路徑規(guī)劃進行研究：首先結(jié)合遺傳算法和B-spline曲線生成算法，產(chǎn)生出連續(xù)、平滑的避障曲線；同時考慮到基于機械臂關(guān)節(jié)運動速度和加速度約束，保證關(guān)節(jié)在起始點、終點的位姿和目標(biāo)位姿吻合，且每段線段的位置、速度、加速度均為連續(xù)平滑連接。將運動學(xué)約束轉(zhuǎn)化為B-spline曲線控制頂點約束，利用代價函數(shù)的對控制點求最小值進行尋優(yōu)，從而規(guī)劃出具有運動時間約束的最優(yōu)平滑軌跡。同時設(shè)計了結(jié)合T-S模糊模型與變結(jié)構(gòu)控制的控制器，使得機械臂的位置、速度等狀態(tài)變量跟蹤給定的理想軌跡。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP242
【目錄】：

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6 吳南;未知環(huán)境下移動機器人的避障路徑規(guī)劃[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

7 張倩茹;遙操作增強現(xiàn)實中冗余機器人動態(tài)避障路徑規(guī)劃策略研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

8 包衛(wèi)衛(wèi);多關(guān)節(jié)檢修機械臂避障路徑規(guī)劃研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

9 劉霞;汽車型機器人的避障路徑規(guī)劃[D];華中科技大學(xué);2008年

10 于世淼;月壤表層采樣機械臂及末端執(zhí)行器運動規(guī)劃與位姿檢測[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于多自由度工業(yè)機械臂的避障路徑規(guī)劃技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：109878