本文關(guān)鍵詞：機(jī)器人手臂避碰路徑規(guī)劃研究及應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 機(jī)械臂 路徑規(guī)劃 有障礙物工作空間 模糊蟻群算法 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解

【摘要】：在過去的三十年里,機(jī)器人學(xué)的研究得到了快速的發(fā)展,再加上公眾對(duì)機(jī)器人的想象力和創(chuàng)新性,更使得機(jī)器人研究似乎變得具有無休止性和多樣性。這一時(shí)期下,機(jī)器人伴隨著技術(shù)的逐漸成熟,從以往簡單的挑選、繪畫和焊接機(jī)器人,發(fā)展到更復(fù)雜功能的機(jī)器人,如:插入集成電路芯片機(jī)器人、印刷電路板機(jī)器人、移動(dòng)車零件搬運(yùn)機(jī)器人、交付機(jī)器人、微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人等。機(jī)器人學(xué)同時(shí)在研究型大學(xué)的發(fā)展,也成為很多大學(xué)內(nèi)的主要研究方向。本文的研究方向是對(duì)任意結(jié)構(gòu)、任意自由度串聯(lián)機(jī)械手臂在有障礙物工作空間下自主路徑規(guī)劃問題的研究。提出將機(jī)器人自主路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問題,然后再將運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問題轉(zhuǎn)化成目標(biāo)函數(shù)求最值的數(shù)學(xué)問題,進(jìn)而解決機(jī)器人路徑規(guī)劃問題。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)問題分為正解問題和逆解問題。目前,正解問題的解決是很徹底的,對(duì)于任意結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手臂存在通法,可以用D-H參數(shù)法和旋量理論這兩種方法進(jìn)行分析求解,利用經(jīng)典PUMA和SCARA機(jī)器人結(jié)構(gòu),詳細(xì)介紹了這兩種算法。而逆解問題就不存在通用的解法,本文先介紹常用的幾種方法,如:幾何法、矩陣求逆法、旋量李代數(shù)以及遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,然后分析了常用算法的局限性,隨后本文提出一種算法,該算法將運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解問題轉(zhuǎn)化成多元函數(shù)求最值數(shù)學(xué)問題,為解決這個(gè)數(shù)學(xué)問題,本文對(duì)傳統(tǒng)的蟻群算法進(jìn)行了改進(jìn),利用蟻群算法具有啟發(fā)性和尋優(yōu)性的優(yōu)越性,再加上模糊控制更新信息素,使得改進(jìn)的蟻群算法更加收斂快,較改進(jìn)前解決多元函數(shù)求最值數(shù)學(xué)問題的解決更具有快速性和穩(wěn)定性。然后應(yīng)用本文提出的模糊蟻群算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)機(jī)械手臂在有障礙物工作空間下自主路徑規(guī)劃問題的求解,最終得到運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的解決,而且是一種對(duì)任意結(jié)構(gòu)、任意自由度串聯(lián)機(jī)械手臂的通用解法。為了驗(yàn)證算法的可行性,本文先利用經(jīng)典PUMA機(jī)器人結(jié)構(gòu)通過MATLAB仿真驗(yàn)證算法的可行性,然后應(yīng)用實(shí)驗(yàn)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)際控制,驅(qū)動(dòng)板采用STM32做的控制器,控制主板采用PC機(jī)直接控制,直接利用MATLAB軟件通過USB串口接入驅(qū)動(dòng)板,控制結(jié)果較好,達(dá)到了預(yù)期標(biāo)準(zhǔn),證明了算法是可行的。
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;德科學(xué)家研制現(xiàn)實(shí)版終結(jié)者機(jī)器人手臂[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2011年01期

2 宋永端,高為炳,程勉;受擾不確定機(jī)器人手臂的終結(jié)有界穩(wěn)定控制[J];機(jī)器人;1988年06期

3 樊炳輝，，蘇學(xué)成，李貽斌，徐國華;機(jī)器人手臂的新型彈簧平衡機(jī)構(gòu)[J];中國機(jī)械工程;1994年05期

4 高寶霞,馬玉英,彭商賢;機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性分析及其優(yōu)化[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年04期

5 吉田憲吾;堀洋一;;采用了雙關(guān)節(jié)肌的機(jī)器人手臂的特性研究[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

6 王占禮;龐在祥;張邦成;;仿人按摩機(jī)器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年07期

7 劉佐猷;機(jī)器人手臂高級(jí)控制器的設(shè)計(jì)[J];國外自動(dòng)化;1986年01期

8 鄧正隆;孫俊堂;;機(jī)器人手臂運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)方法的研究[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;1987年01期

9 戴宇杰,張榮瑞,關(guān)玉祥;機(jī)器人手臂的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)研究分析[J];機(jī)器人;1989年03期

10 周學(xué)才;一種新的機(jī)器人手臂控制方法[J];廣東工學(xué)院學(xué)報(bào);1995年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周驥平;朱興龍;顏景平;;冗余度機(jī)器人手臂負(fù)荷自適應(yīng)估測控制算法[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李振華;射波刀：適形放療新利器[N];健康報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 衛(wèi)玉芬;氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)與控制研究[D];南京理工大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉浩南;視覺機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)與研究[D];河北科技大學(xué);2015年

2 代勇;機(jī)器人手臂避碰路徑規(guī)劃研究及應(yīng)用[D];遼寧科技大學(xué);2016年

3 張傳思;硅片傳輸機(jī)器人手臂的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2007年

4 龐在祥;仿人按摩機(jī)器人手臂設(shè)計(jì)及其控制系統(tǒng)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2011年

5 韓躍營;康復(fù)按摩機(jī)器人手臂控制系統(tǒng)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2012年

6 趙艷云;機(jī)器人手臂下棋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真[D];青島大學(xué);2009年

7 侯忠坤;六自由度教學(xué)機(jī)器人手臂系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2011年

8 鄭懷兵;打磨機(jī)器人手臂的三維設(shè)計(jì)與靜動(dòng)態(tài)分析[D];東北大學(xué);2008年

9 李代偉;基于ARM的機(jī)器人手臂控制系統(tǒng)的研究[D];東北大學(xué)　;2008年

10 鄭敏;基于演算子理論的非線性魯棒控制設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D];中原工學(xué)院;2014年

本文編號(hào)：1183121