【摘要】：在日益現(xiàn)代化的工業(yè)制造領(lǐng)域,對工業(yè)機(jī)器人有著日益強(qiáng)大的應(yīng)用需求。其中,工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃與軌跡跟蹤控制算法是工業(yè)機(jī)器人研究的核心內(nèi)容,該方面的研究可為工業(yè)機(jī)器人平穩(wěn)運(yùn)行、提高工作效率等提供技術(shù)支持。本論文以GRB4016型六自由度機(jī)器人為藍(lán)本,從六自由度工業(yè)機(jī)器人的數(shù)學(xué)建模、軌跡規(guī)劃、控制算法、虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)及聯(lián)合仿真這幾個(gè)方面進(jìn)行了探索性研究,以期為工程應(yīng)用中機(jī)器人軌跡規(guī)劃及軌跡跟蹤控制算法實(shí)現(xiàn)等提供技術(shù)參考,達(dá)到了節(jié)約成本,提高研發(fā)效率的目的。本論文所做工作及成果如下:1)六自由度工業(yè)機(jī)器人的數(shù)學(xué)建模以GRB4016型六自由度機(jī)器人為研究對象,建立了 GRB4016型六自由度機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型。首先,討論了機(jī)械臂建模所需的位姿描述、坐標(biāo)變換等數(shù)理基礎(chǔ);然后,對GRB4016型六自由度機(jī)器人進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)D-H法和改進(jìn)D-H法的建模;最后,運(yùn)用數(shù)理基礎(chǔ)中的坐標(biāo)變換相關(guān)知識(shí),對其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立和求解。2)六自由度工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃提出了一種基于PSO的非均勻五次B樣條六自由度工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃方案。首先,運(yùn)用了五次非均勻B樣條插值法,實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃,這種插值法相較于高階多項(xiàng)式插值法,具有凸包性和局部支撐性等優(yōu)點(diǎn);然后,通過PSO算法對規(guī)劃出的軌跡進(jìn)行時(shí)間-脈動(dòng)最優(yōu)的優(yōu)化,研究結(jié)果表明,本論文提出的基于PSO優(yōu)化算法的五次B樣條軌跡規(guī)劃方案,能夠得到時(shí)間-脈動(dòng)較優(yōu)的軌跡,實(shí)現(xiàn)了六自由度機(jī)器人高運(yùn)行效率和好平穩(wěn)性的預(yù)期目標(biāo);最后,結(jié)合工程中三種工件運(yùn)送需求背景,運(yùn)用所提方案實(shí)現(xiàn)了不同場景下的機(jī)器人軌跡規(guī)劃,驗(yàn)證了所提出方法的有效性。3)六自由度工業(yè)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制及聯(lián)合仿真以軌跡規(guī)劃后得到的最優(yōu)軌跡為期望軌跡,作為六自由度工業(yè)機(jī)器人軌跡跟蹤控制系統(tǒng)的期望輸入,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的PID和模糊PID控制策略。首先,對GRB4016型機(jī)器人進(jìn)行虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì),完成SolidWorks+MATLAB/SimMechanics仿真平臺(tái)的搭建;然后,為驗(yàn)證所提六自由度工業(yè)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制方法的有效性,在仿真平臺(tái)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明,所給出的軌跡跟蹤控制算法是有效的,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陶其銘,柯尊忠;機(jī)器人軌跡規(guī)劃新方法的研究[J];機(jī)床與液壓;2003年04期

2 張立勛;董玉紅;路敦民;沈錦華;;合作機(jī)器人軌跡規(guī)劃及實(shí)驗(yàn)研究[J];中國機(jī)械工程;2005年22期

3 潘雙夏;季炳偉;童永峰;;基于操縱平穩(wěn)性的液壓挖掘機(jī)軌跡規(guī)劃方法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2006年08期

4 胡貫朋;高雪官;馬培蓀;;一種類人型機(jī)器人踢球時(shí)腿部軌跡規(guī)劃實(shí)驗(yàn)方案[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2006年01期

5 穆海華;周云飛;嚴(yán)思杰;韓愛國;;超精密點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)動(dòng)三階軌跡規(guī)劃精度控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年01期

6 張立勛;李彥濤;高峻;劉富強(qiáng);;助餐機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2010年05期

7 譚崗慧子;陳勁杰;;三指仿人靈巧手軌跡規(guī)劃及仿真研究[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2010年03期

8 鄒風(fēng)山;曲道奎;徐方;;真空機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2011年10期

9 徐鵬飛;羅慶生;韓寶玲;姚猛;;新型工業(yè)碼垛機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2012年05期

10 周榮荻;王海;;多指靈巧手關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2012年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張國偉;李斌;鄭懷兵;龔海里;王聰;;乒乓球靈巧機(jī)械臂軌跡規(guī)劃[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅰ[C];2011年

2 楊淮清;金蘭;;基于動(dòng)作基元的行走軌跡規(guī)劃及其在原地轉(zhuǎn)向型機(jī)器人中的應(yīng)用[A];2006中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

3 張濤;李則婷;陳善本;;移動(dòng)焊接機(jī)器人軌跡規(guī)劃[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

4 郭為忠;韓波;鄒慧君;;混合輸入機(jī)構(gòu)的連續(xù)軌跡規(guī)劃研究[A];全國印刷、包裝機(jī)械凸輪、連桿機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（第6屆全國凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)年會(huì)）論文集[C];2005年

5 馮翼;李穎;趙新;劉景泰;;足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃和避障算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];馬斯特杯2003年中國機(jī)器人大賽及研討會(huì)論文集[C];2003年

6 許瑛;渡徍克巳;許偉;;連桿曲線的等弧長分割法在機(jī)器人軌跡規(guī)劃中的應(yīng)用[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

7 劉新建;李迅;張彭;;雙柔性桿機(jī)械手點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃[A];1997中國控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1997年

8 崔天時(shí);陳天宏;;基于遺傳算法的采摘機(jī)器人軌跡規(guī)劃[A];黑龍江省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2011學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

9 單恩忠;戴斌;宋金澤;孫振平;;受控動(dòng)力學(xué)樣條插值方法研究[A];2009年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第一分冊）[C];2009年

10 荊懷靖;唐春英;任斐;王輝;;基于組合映射的網(wǎng)格曲面螺旋軌跡規(guī)劃[A];第二屆民用飛機(jī)制造技術(shù)及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 譚論 哈恩晶;國外機(jī)器人“水土不服”國產(chǎn)機(jī)器人市場看好[N];中國工業(yè)報(bào);2005年

2 黃柯;機(jī)器人產(chǎn)業(yè)躍過“臨界期” 企業(yè)摩拳擦掌[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 胡海靜;行星著陸軌跡規(guī)劃與制導(dǎo)控制方法研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 高德東;柔性針穿刺軟組織變形機(jī)理及動(dòng)態(tài)軌跡規(guī)劃方法研究[D];浙江大學(xué);2017年

3 禹鑫q，

本文編號(hào)：2532649