基于分区粒子群算法的焊接机器人路径规划

点焊机器人在焊接过程中通常要遍历很多焊点,如何规划焊接机器人的焊接路径已经成为焊接工艺的研究重点之一。当焊点数量达到一定程度时,使用传统的方法很难找到最优路径。焊接机器人的路径规划指标有很多,一般以路径距离最短或时间最少居多。以焊接路径距离最短为规划目标,利用改进的分区粒子群算法对焊接机器人的焊点路径进行规划,仿真结果验证了该方法的可行性。     

机器人关节空间的轨迹规划及仿真

为了保证搬运机器人在整个作业过程中运行平稳、连续,在关节变量空间直接进行轨迹规划,通过示教的方法,确定路径所经过的几个中间点。对于没有给定的区间,则利用5次多项式进行轨迹插补,可方便、实时地得到机器人末端执行器的目标轨迹。应用该方法对搬运机器人关节空间轨迹规划进行仿真,得到的机器人工作过程中4个关节的位移、速度、加速度的仿真直线平滑、连续。实际运行也证明搬运机器人的关节运动的轨迹控制达到了预期的目的。     

基于遗传算法的白车身机器人焊接路径规划

分析了轿车白车身制造过程中机器人拼焊工位焊接路径规划的特征,将焊点与机器人的工具原点抽象为空间点,根据图论理论建立各点的关系图.将约束条件转化为局部有向关系矩阵,以机器人空间运动最短距离为目标,建立货郎担问题数学模型,利用遗传算法求解.依据关系矩阵产生合法初始种群,并确定选择、交叉、变异等遗传算子,以MATLAB语言编程计算.行李箱盖补焊工位焊接路径规划结果表明,该方法能够对机器人焊接路径合理规划,规划方案已成功用于工程实际.     

仿真环境下多机器人焊接路径的优化

应用同心圆柱面对机器人活动空间进行细分,结合自由线弧的优点,寻找出机器人可能的焊接路径,提出了一种规划多机器人焊接加工路径的方法,按照相应原则选取自由空间弧段上的节点,并结合图论技术,实现选取的机器人焊接路径的优化,结合仿真环境进行优化算法,在解决多机器人碰撞问题的同时,大大缩短了规划时间,还为多机器人焊接路径的规划与优化问题提出了一条可能的发展路径。     

空间机器人系统的简化动力学模型与应用研究

建立了空间机器人系统的简化动力学模型,论述了可以通过控制关节变量的办法来改变载体姿态和抓手路径,从而在实践中可用于研究卫星姿态调整、空间机器人着地姿态控制和太空机械臂的路径规划等,算例验证了这种简化模型的有效性。     

基于变换映射的多关节机器人工作空间分析方法

多关节机器人在实际制造过程中往往呈非正交性,这为工作空间的精确描述增加了复杂性。该文提出了一种基于变幻映射的多关节机器人工作空间描述方法。通过分析不规则体在某一平面上的变换映射,可以获得不规则体绕空间某一旋转轴旋转时的截面边界,利用该方式可以逐级求解多关节机器人的工作空间。对第一关节最大旋转角度达到2π的两自由度空间机器人工作空间进行了研究,利用变换映射的方法可以获得两自由度空间机器人工作空间截面。在两自由度机器人工作空间基础上采用变换映射以及集合的方式对第二关节最大旋转角度超过2π的三自由度空间机器人工作空间进行了描述。并且通过仿真实验证明该方法能有效、精确和快速地描述两、三自由度空间机器人的工作空间,对实际多关节机器人工作空间的分析有一定的参考价值。     

空间机器人路径规划的姿态空间快速计算方法

由于航天机器人工作环境的非确定性，这类机器人运动规划问题的关键是要求规划系统具有实时性，以便与传感信息相结合。基于姿态空间路径规划方法的核心问题是如何将位于机器人工作空间中的障碍物快速映射到姿态空间中。本文利用机器人基本工作面和基本碰撞体的概念来解决快速映射障碍物的问题。研究结果表明，该方法映射障碍物的时间为毫秒级，完全可以满足机器人在非确定环境中实时规划的要求。     

机器人工作空间与包容空间的图解法

机器人工作空间是机器人运行控制过程中的一个重要指标，而包容空间则是设置其位姿特性与轨迹特性测量平面的主要依据。该文研究了直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型及多关节型（主运动自由度数为３）机器人工作空间与包容空间的几何图解法。对多关节型机器人包容空间三维优化求解方法的讨论，确定了在计算机上进行分析计算的数学模型     

载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动规划

为满足自由漂浮空闻机器人系统工作时需保证载体姿态稳定的要求,提出了一种载体姿态无扰动的非完整运动规划方法.该方法通过引入载体姿态无扰约束方程,构建载体姿态无扰曲线组,设计了关节空间基本规划算法;采用多次规划的方法,克服了基本算法不能够在整个无扰工作空同内规划的不足.仿真得到的位置偏差和路径规划结果表明机械臂末端达到目标点的同时确保了载体姿态无扰动,从而验证了所提方法的有效性和可行性.     

工业机器人工作空间及灵活性

本文重点分析通用5 关节工业机器人的工作空间、灵活性并用形象的几何作图、计算机显示表达出工作空间轴截面的形状,计算和表达出工作空间内已知各点的灵活度大小。分析和求出机器人的最佳工作区间,为通用5 关节机器人的实际作业提供了必要的依据。本文所采用的方法也可用于其他多关节机器人工作空间及灵活性的分析。     

基于动态链表的混联机器人焊接编程优化

传统示教焊接编程方法具有容易导致频繁编程、示教精度取决于示教者经验、模块顺序执行特征与数据量不确定,机器人无法识别语言指令的弊端。为此,提出一种新的基于动态链表的混联机器人焊接编程优化方法。采用离线焊接编程方式。在起止点关节速度为零的情况下,利用混联机器人逆运动学原理把初始点与终止点位姿转换成对应关节角度值,通过设定各关节变量的角度运动,实现焊接路线规划。在起止点关节速度非零的情况下,将所有路径点看作初始点与终止点,按照预期焊接任务拟合三次多项式差值函数,获取规划线路。通过遗传方法对焊接线路进行优化,保证焊接精度。利用三点标定法对混联机器人坐标进行标定。针对存在顺序同时数量未知的编程执行结果,通过动态链表进行数据保存与语言指令转换,实现对传统方法的优化。实际应用结果表明,所提方法能够有效控制实际工件焊接,焊缝质量高,较为均匀,且偏差小。     

基于Bézier曲线的差速驱动机器人混合避障路径规划算法

为实现差速驱动机器人在避障环境下的平滑最优路径规划, 提出一种基于Bézier曲线的差速驱动机器人混合避障路径规划算法. 首先, 建立差速驱动机器人运动模型, 用于操控左右两个驱动轮线速率, 完成机器人转弯及非匀速运动; 其次, 利用Bézier曲线描述路径状态, 将路径规划问题转换为产生Bézier曲线有限点方位优化问题, 提升机器人的运动平滑性; 最后, 引入遗传算法将二维路径编码简化为一维编码问题, 将路边约束、 动态避障需求及最短路径需求混合成适应度函数, 使机器人尽快脱离局部极小解, 成功绕过障碍物抵达目标点. 仿真实验结果表明, 该方法的避障路径规划效果较好, 避障路径距离为30.19 m, 且避障用时低于对比方法, 最长避障用时为5.3 min.     

基于改进蚁群算法与Morphin算法的机器人路径规划方法

 针对动态复杂环境下的机器人路径规划问题,建立栅格地图模型,研究一种改进蚁群算法与Morphin 算法相结合的动态路径规划方法。改进蚁群算法引入拐点参数评价路径优劣,并对路径进行拐角处理以及变更拐角处信息素更新机制,使规划的全局路径更加平滑;Morphin 算法则在机器人行走时,根据全局路径的局部环境实时规划局部路径,使机器人有效地躲避障碍物。仿真试验结果表明,该方法结合全局规划与局部规划的特点,能够使机器人沿着一条短而平滑的最优路径快速、安全地到达目标点。     

基于人工势场的机器人动态路径规划新方法

针对传统机器人路径规划方法仅考虑静态环境的问题,建立了一种基于人工势场的移动机器人动态路径规划新方法.移动机器人运动环境通常是复杂多变的,在动态环境下,目标点、障碍物可能都是运动的,另外,存在运动轨迹未知的随机障碍物等,针对移动环境的动态情况,在传统人工势场法相对位置势场的基础上引入相对速度势场,充分利用量子粒子群算法,对引力势场和斥力势场的增益系数进行一定的优化.以量子粒子群的优化算法进行快速全局搜索,结合人工势场操作,对引力场和斥力场增益系数进行优化,该方法易于实时快速地对机器人进行控制.仿真结果表明,基于量子粒子群算法的人工势场法的路径规划模型能够得到平滑、安全的路径,具有较高的性能.该方法可以有效地实现机器人的动态路径规划.     

个体机器人局部路径规划的人工力矩方法

针对个体机器人的局部路径规划问题,定义了最优路径代表点、危墙代表点等概念,以优化路径和避障.设计了吸引矩、排斥矩两种人工力矩函数,其中吸引矩常使机器人的基本运动方向线(PMDline)指向最优路径代表点而排斥矩则总使机器人的PMDline背向相应的危墙代表点.基于两种人工力矩,设计了机器人运动控制器.在机器人通向目标的路径被障碍阻断时,该控制器总使机器人沿其PMDline以最大步幅运动,所以无论环境多复杂,机器人也不会停止运动,即不会被陷住.还给出了最优路径代表点的求解算法、局部路径规划的一般步骤及一个仿真.仿真结果表明,给出的方法是可行且有效的.     

移动机器人全局动态路径规划融合算法

针对移动机器人全局动态路径规划效率较低的问题,提出一种基于安全A^*算法与双速度模型动态窗口法的全局动态路径规划融合算法.首先,通过安全A^*算法得到全局最优路径节点,将其作为临时目标节点,为动态规划提供全局信息,避免出现局部最优.然后,采用时间序列Bottom-Up算法减少路径节点数,从而减少迭代次数、计算代价和储存代价,提高算法效率.最后,采用双速度模型对动态窗口法进行改进,通过避障重规划机制,解决全局动态路径规划时移动机器人绕远甚至绕圈的问题,并通过MATLAB平台进行仿真实验.仿真结果表明:文中算法的规划效率可提高46.18%,保证了路径的安全性和移动机器人速度的平稳性,文中算法的路径质量和规划效率更佳.     

动态环境下基于行为动力学的移动机器人路径规划

通过非线性微分方程描述的移动机器人各种行为模式的演变,模拟人类路径规划方式,应用行为动力学方法对动态环境下移动机器人路径规划问题进行了研究。首先,确定了路径规划的行为变量和行为模式,构建了机器人的航向角动力学模型与速度动力学模型,并分析了不稳定不动点,以及给出相应的解决方法;其次,为了得到更好的规划路径,采用竞争模型进行行为模式权值的自适应调节;最后的仿真结果表明模型是正确的,以及权值调节是有效的。     

基于旋转电弧传感机器人立焊焊缝的跟踪

摘要： 为了实现机器人对立焊焊缝的准确跟踪,提高焊接的质量和效率,减少焊接工人的劳动强度,对采样电流进行组合滤波,利用“绝对差法”对第1个采样点到第32个采样点进行线性回归,拟合直线的斜率作为偏差,以偏差和偏差的变化率作为模糊控制器的输入,经过输入量的模糊化、模糊推理和输出量的清晰化,控制水平滑块伸缩跟踪立焊焊缝.通过路径规划,使焊枪从上倾45°变成下倾45°.利用基于水平滑块伸缩跟踪焊缝与路径规划组合的方法对立焊焊缝进行跟踪.实验结果表明：利用该算法,基于旋转电弧传感机器人跟踪立焊焊缝的可靠性好,精确度高.     

基于改进混合蛙跳算法的动态环境路径规划

针对复杂场景中路径规划具有未知性和动态性,传统方法无法对路径规划问题进行求解的问题,设计一种改进混合蛙跳算法的机器人路径规划方法,以提高动态环境路径规划的求解精度.首先对动态环境路径规划的研究现状进行分析,并在此基础上建立数学模型;然后采用混合蛙跳算法对该模型进行求解,并针对基本混合蛙跳算法不足进行改进;最后对路径规划的有效性进行测试.测试结果表明,混合蛙跳算法可准确找到最优的路径规划方案,可应用于复杂场景路径规划中,且性能优于其他路径规划方法.     

基于冲突检查模型的机器人避障的最优路径

通过建立冲突检查模型,研究机器人从区域中一点到另一点的避障最优路径问题。以机器人由出发点到达目标点和由出发点经过途中的若干目标点到达最终目标点两种情形进行分析,通过冲突检查模型得到机器人在限定区域中行走的可能路径,并对其进一步优化,结合MATA-L AB仿真计算工具,实例计算得到了机器人最优移动路径及时间。