用仿真规划机器人轨迹的研究

通过对机器人模型的运动仿真和对MOTOMAN_UP6机器人的在线试验,结果证明:在机器人操作空间规划的轨迹,即末端执行器在各个时刻的位移、速度和加速度参数,经过运动仿真可以准确、快捷地生成机器人各关节在各个时刻的角位移、角速度和角加速度参数。     

机器人轨迹规划的有效方法

针对工业机器人轨迹规划平顺性要求,提出了采用五次均匀B样条曲线构造机器人4阶连续的轨迹,根据B样条相关理论,反算出五次B样条曲线函数,在关节空间中满足机器人运动学参数约束,由已知插值点利用五次B样条插值规划得到机器人各关节运动轨迹,利用ADAMS对PUMA560机器人运动参数进行仿真验证,验证其速度、加速度和加加速度的连续性,为轨迹平顺性问题提供了切实有效的方法。     

UR5机器人运动学分析与轨迹规划研究

以UR5机器人为研究对象,为提高作业效率并保证其运动的平稳性,对其进行运动学分析与轨迹规划研究。采用D-H方法对机械臂的正、逆运动学进行了分析。以关节最大速度为约束,结合五次多项式得到了机械臂各关节的轨迹。通过建立机器人的Simulink控制模型,以关节角速度为输入,得到关节的角加速度曲线。通过对比轨迹规划与模型仿真的结果,验证了运动学方程的准确性。     

机器人大臂机构轨迹规划的一种新算法

借助于数值方法中的拟合手段来构造多项式函数，通过建立2个关键变量之间的正、逆向数学关系，对喷浆机器人大臂机构的运动轨迹进行了规划，并利用仿真分析的结果对其进行了检验。     

基于B样条的6R机器人轨迹规划及仿真

针对6R工业机器人工作过程中要求运动平稳且轨迹光滑连续的问题,提出用三次均匀B样条曲线对各关节进行轨迹规划。分析了三次B样条曲线的反算过程,并以PUMA560机器人为例在关节空间插值得到其运动轨迹。基于CATIA和ADAMS对机器人各关节角的位移、速度和加速度等运动学参数进行仿真验证。     

煤矿智能巡检机器人稳定平台的工作空间分析及平滑轨迹规划研究

针对传统稳定平台难于实现煤矿智能巡检机器人承载巡检仪器受井下崎岖路面产生六自由度的复合干扰问题,设计了一种4-SPU并联机构作为稳定平台装置。采用矢量法构建运动学逆解模型,通过三维边界迭代搜索法求解可达工作空间,分析可得工作空间连续无空洞现象。采用7次B样条插值方法构造平滑轨迹,以稳定平台冲击度最优建立目标函数,通过序列二次规划方法进行优化。仿真结果表明,智能巡检机器人稳定平台跟踪轨迹的速度、加速度和加加速度平滑连续且满足运动约束条件。该研究为后续智能巡检机器人的动力学分析和控制研究提供了理论依据。     

笛卡尔空间-五自由度机器人手臂自由度分析

以六自由度机器人手臂理论为基础,分析了一种五自由度机器人手臂在笛卡尔坐标系下臂形与自由度的关系,通过机器人手臂逆解算法,结合空间几何理论,得出了五自由度机器人手臂在笛卡尔坐标系下缺失自由度与关节坐标的关系,建立Matlab仿真环境,验证了结论的正确性。     

锚护机器人工作臂的时间最优轨迹规划

根据锚护机器人工作臂的作业效率和避障需求,设定了锚护机器人钻架的运动路径,然后使用4-3-3-3-3-3-4分段多项式插值得到工作臂各关节的运动轨迹,并提出自适应差分进化算法求解时间最优轨迹,结合运动学模型得到了钻架的运动路径。研究结果表明：得到的时间最优轨迹在满足工作臂的物理约束、作业效率和动作平稳性的同时保证工作臂和钻架不会与外界环境产生碰撞。     

基于MPC的煤矿巡检机器人轨迹跟踪技术研究

针对履带式煤矿巡检机器人在井下自动行走过程中与实际轨迹偏差大且易受外部环境干扰等问题,通过分析履带式煤矿巡检机器人的运动学和误差模型,设计了基于模型预测控制（MPC）的轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,所提出的控制系统具有更好的实时性和有效性,提高了轨迹跟踪精度和纠偏调节能力,保证了机器人能够准确快速地到达预定位置。从而有利于提升煤矿巡检机器人的工作效率,推进煤矿智能开采水平。     

基于ADAMS和MATLAB的双足机器人运动轨迹规划和控制的联合仿真

相比ADAMS仿真的不稳定性,利用ADAMS和MATLAB联合仿真对双足机器人运动轨迹规划和控制设计的可靠性及高效性进行了研究。首先绘制双足机器人三维参数模型进行逆运动学分析,验证其合理性后导入ADAMS中添加约束,进行动力学仿真。基于此,在MATLAB中使用多项式插值法完成模型的步态规划。最后利用Simulink试验台建立控制系统的框图,由ADAMS输入关节角之后控制台输出关节的驱动力矩,完成双足机器人ADAMS和MATLAB的联合仿真。仿真结果显示,联合仿真相较于ADAMS仿真的波动性所获得的数据更加稳定,此法高效可行,可作为下一步设计双足机器人的控制系统电机选型的重要理论依据。     

基于并联机床的磁力研磨轨迹规划

分析了并联机床轨迹规划的主要内容和原则,概述了磁力研磨运动轨迹的种类与特点,归纳了磁力研磨运动的要点和刀具轨迹规划方法。平面研磨运动轨迹、曲面研磨运动轨迹,刀具加工路径及轨迹点的描述,实现加工轨迹,刀具轨迹规划。     

煤矿救援机器人自主避障方法研究

针对煤矿灾害发生后复杂的矿井环境,提出一种用于救援机器人的分级扩展式快速扩展随机树（CERRT）算法。该方法利用快速扩展随机树（RRT）算法在未知环境中规划路径的优势,将分级扩展的思想融入到RRT算法中,具有在未知环境中避开障碍物快速找到目标的特点。仿真验证了该方法的有效性,与传统方法比较,路径规划速度和避障能力得到了提高,缩短了找到目标的时间。该方法也可为钼矿、铜矿等其他矿井的救援机器人寻找目标提供参考。     

基于改进势场栅格法的移动机器人路径规划

路径规划是移动机器人的核心问题之一。以势场栅格法为前提,在首次得到安全路径的基础上,去掉无效栅格,将剩余栅格长度等比递减,再次以同样方法规划路径。通过对移动机器人在不同环境下的改进前后的2次路径规划结果进行比较知,采用改进后的势场栅格法所得到的路径,距离更短且安全有效。     

基于粒子群算法的采煤机单向示范刀采样轨迹规划

考虑到采煤工艺和工作面的设备适应能力的限制,为提高单向示范刀采样轨迹与记忆截割轨迹的吻合度,探讨单向截割信息转换为双向截割信息的条件,建立基于粒子群算法截割轨迹规划数学模型,通过粒子群算法对截割参数进行规划,给出采煤机顶板记忆截割轨迹,利用Matlab软件对滚筒超调截割岩石或过低留顶煤的单向示范刀采样轨迹进行规划。