冗余度机器人无奇异最小力矩的关节轨迹规划

本文首先给出了加速度水平上的克服奇异性算法;然后根据切换策略将其与最小力矩法结合在一起,提出了冗余度机器人无奇异最小力矩的关节轨迹规划算法;最后,针对平面三自由度机器人进行了仿真计算。     

冗余度机器人具有最小关节力矩的关节轨迹规划

对冗余度机器人最小关节力矩的关节轨迹规划进行了研究，提出了一种具有变系数复合指标的关节轨迹规划方法。该方法利用关节力矩和关节加速度构成一总目标函数，并由变系数根据耐要自动地调整关节加速度项对总目标函数的影响程度，从而既降低了关节力矩的最大值又不使其平均值增加过多，提高了算法的全局稳定性。最后，本文还给出了一个平面３Ｒ机器人的仿真实例。     

利用切换策略实现冗余度机器人最小关节力矩的轨迹规划

对冗余度机器人最小关节力矩的轨迹规划问题进行了研究,提出一种新的轨迹规划方法——切换策略。该方法属于局部最优法,适用于机器人的在线控制,同时又具有良好的全局性能。     

工业机器人关节空间轨迹规划及优化研究综述

随着机器人技术的发展,工业机器人广泛应用于自动化生产之中,极大地提高了生产效率以及自动化程度。轨迹规划是完成作业任务的关键环节,而轨迹优化则进一步提高了任务完成质量,也顺应了工业发展的需要。对工业机器人关节空间的轨迹规划及优化研究进展进行了综述。首先,简述了关节空间轨迹规划算法,指出多项式插值是主要方式,B样条曲线因其优良特性是今后发展的必然趋势。然后,对不同目标下的轨迹优化进行了全面综述,指出优化目标的确定以及算法的改进等还存在的问题。最后,对今后的发展方向进行了展望,多目标优化求解方式以及约束的动态调整等将是今后的研究重点。     

考虑关节弹性的冗余度机器人具有最小关节力矩的轨迹规划

针对考虑关节弹性的冗余度机器人具有最小力矩的轨迹规划问题进行了研究,提出了可用于实时控制的规划算法,并给出了平面３Ｒ机器人的仿真实例。     

冗余度柔性机器人最优关节驱动力矩规划

对冗余度柔性机器人最优关节驱动力矩规划进行了研究，以三杆柔性机器人为例进行了最优关节驱动力矩规划的数值模拟，并对结果进行了分析。     

弹性关节冗余度机器人轨迹规划的一种新方法

对于大多数工业机器人来讲,由传动系统、谐波减速器和伺服系统产生的关节弹性是机器人弹性的主要来源。当机器人高速运动时,由于关节弹性而产生的末端变形将会影响机器人的跟踪精度。并针对弹性关节冗余度机器人提出了一种使关节弹性变形极小化的轨迹规划新方法。该方法同时考虑了关节加速度和关节速度对关节弹性变形的影响,在保证关节弹性变形极小化的同时,也使关节加速度和关节速度明显减小。平面３Ｒ机器人的仿真研究表明,该     

基于多约束的机器人关节空间轨迹规划

当机器人进行快速运动且运动时间确定时,由于受到驱动机构性能等因素的制约,机器人进行运动轨迹规划时需要考虑角加速度约束、角速度约束和角度约束等多个约束条件。通过对运动约束进行分析,提出基于梯形速度曲线的多约束条件下机器人关节空间轨迹规划方法。根据无约束条件下规划出的最小加速度运动轨迹,在角加速度满足约束的情况下对其进行优化,获得满足角速度约束和角度约束的最小角加速度运动轨迹。对加速度达到最大时的轨迹也无法满足约束条件的情况进行讨论。该轨迹规划方法兼顾机器人的运动平稳性与约束要求,并且能够充分发挥机器人关节的驱动性能。仿真结果表明了该方法的可行性。     

考虑关节摩擦的并联机器人平滑轨迹规划

针对一种空间3自由度并联机器人,提出一种近似时间最优的平滑轨迹规划算法。与基于动力学模型的传统轨迹规划算法相比,所提出的算法模型综合考虑了所有运动关节的摩擦力矩,通过虚功原理建立了运动机构完整的动力学模型,并将运动学和动力学约束条件转换为伪速度极值曲线,同时计算出伪加速度零值边界曲线,二者相结合能更准确地反映出规划轨迹应遵循的约束条件。利用五次样条曲线分段构建相平面下伪状态、伪速度和伪加速度的平滑运动轨迹曲线,从而保证了驱动力矩、关节速度和加速度的连续性。最后利用所提出的规划方法对一种并联机器人进行轨迹规划,并通过试验验证了该方法的有效性,指出了并联机器人与串联机器人轨迹规划存在的差异,该算法可用于同类工业机器人的在线轨迹规划。     

关节型机器人曲线轨迹规划方法研究

为了实现关节型机器人在笛卡尔空间下的曲线轨迹规划,提出一种根据机器人末端所处位置与起点间曲线的长度规划机器人末端运行轨迹的方法。对于已知表达式的空间曲线,机器人末端从空间曲线的起点开始沿着曲线运行,先以3次多项式形式加速至匀速度,匀速运行一段时间后,再以3次多项式形式减速至0。根据规划好的速度规划轨迹,首先,求出整段曲线的长度;然后,根据设定的匀速运行速度求出机器人在曲线上的总运行时间;接着,从起点出发,求出当前时刻以及下一时刻机器人末端所处位置到起点之间的曲线段的长度,并求其差值;最后,根据曲线长度差值以及当前时刻机器人末端所处位置选择下一时刻机器人末端应到达的位置。通过MATLAB仿真验证了笛卡尔空间下曲线轨迹规划方法的正确性。     

关于移动机器人路径最优化问题

针对移动机器人路径规划的人工神经网络算法所存在的问题,提出应用局部路径修正和路径“张紧”法加以改进,以便适应多个障碍物的不同要求,在复杂环境下实现规划路最优化,并证验其有效性。实践表明,应用该方法改进的新算法效果十分显著,能够确保路径无碰撞,计算速度远高于原算法,快速得到最优化路径,并使路径长度有一定程度的缩短,在保证路径平滑性和兼顾快速性的前提下,解决了碰撞和路径最短问题,有效地实现了路径规划最优化。     

冗余机器人锁定故障关节的运动及力矩分配

冗余度机器人关节发生故障后,启动关节制动装置将故障关节锁定。为保持机器人末端路径不变,机器人关节位形发生重构,这一重构将引起剩余关节速度、加速度及力矩突变。对机器人故障关节发生故障前后的速度、加速度及力矩进行研究,结果表明冗余度机器人容错是通过对故障关节的速度、加速度及力矩再分配来实现的。采用最小范数控制算法使关节速度、力矩突变极小化,从而提高机器人关节运动的稳定性。     

吸尘机器人的路径规划算法

为了完成整个房间的清扫工作,一种合理的路径规划方法是必须的。本文提出了一种基于传感器信息的吸尘机器人的路径规划算法。在环境未知的条件下,这种算法比较简单,清扫的效率也比较高,而且具有自动检测障碍物,自主避障的功能。     

高尔夫收球机器人路径规划研究

机器人的路径规划问题一直是机器人研究的核心内容之一。在路径规划问题中,一般需要按照某一评价标准(如最短路径长度和最短行进时间等)来规划一条路径。提出一个能使工作效率(单位时间工作量)最高的评价标准,并将其应用于高尔夫捡球机器人的路径规划。基于该标准,并结合场地的特性和动态规划方法中的2个经典问题(01背包问题和数字金字塔问题),提出一个新的机器人路径规划算法。该算法按照一定的条件枚举多种可行的方案,通过计算最大单次工作量和路径长度得到每种方案的效率值,最后选择效率值最高的方案作为最优方案。     

基于自主视觉足球机器人路径规划的研究

根据自主视觉的足球机器人路径规划的特点，对其在未知动态环境下的路径规划进行了研究，对足球机器人全局定位的信息融合方法、在信息不完全或不确定的情况下对移动机器人的局部路径规划方法进行了探讨，提出了一种利用不确定的位置信息对机器人和目标进行全局定位的位置规划方法。实验证明该方法使机器人的路径规划具有更大的灵活性、快速性，使机器人控制系统具有更好的鲁棒性。     

机器人室内路径规划算法的实用性研究

机器人研究领域中的一个关键分支即路径规划技术,本课题在机器人P3-DX实验平台的基础上,通过栅格化建模对室内的环境实现分块。4种路径规划〖CD2〗回字形路径规划、迂回式路径规划、启发式路径规划与包围式路径规划的可行性已经得到验证,为验证4种路径规划的实用性,在真实环境中将这4种路径规划算法进行了实验研究,通过软件将机器人行走后返回的数据绘制出相应的路线图,同时,根据各路径规划算法的路线图的不同重复率与覆盖率,找出效率较高的路径规划算法。     

机器人钣金折弯路径规划与仿真研究

针对钣金折弯机器人示教编程过程烦琐、效率低的问题,提出一种基于 Coin3D 的折弯机器人运动仿真系统方案。基于 Coin3D 虚拟场景技术,为折弯单元各组件建模,完成折弯单元加工环境的参数化配置和导入,实现仿真环境构建。为适应钣金工件随折弯加工逐步变形的特点,设计了对应的双向链式数据模型;分析了折弯机器人典型操作任务目标位姿的确定方法,并在此基础上参考人工示教经验,提出折弯机器人路径规划方法,实现了折弯机器人折弯加工的运动仿真。仿真实验验证了仿真系统和相关模型与方法的正确性,为折弯机器人离线编程系统研发奠定了基础。     

基于遗传算法的深海集矿车避障路径规划方法

本文主要研究和利用遗传算法实现深海集矿车避障路径规划的方法。将连续的路径离散化，并用随机数模拟各路径种群。把二维的路径转化为一维，生成简单的路径基因，提出了物理意义明确的适应函数和相应的变异算子，从而引导遗传算法快速收敛于最优解。实验仿真表明，该算法能够快速、稳定的搜寻到所需的最佳路径。     

一种移动机器人全局路径规划新方法

针对移动机器人全局路径规划优化问题,本文提出一种采用栅格法进行建模,以分层搜索为核心思想的新搜索方法,该方法在外层采用A*算法将复杂的图元模糊化以简化环境,内层则采用人工势场算法将具体的栅格还原以解模糊,具有一定的理论意义与应用前景。仿真实验表明,该方法能达到较好的路径规划效率和实时性。