五自由度串聯型機械手運動軌跡多目標優(yōu)化.pdf

1、機器人已經廣泛應用于工業(yè)生產中，從事點焊、弧焊、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)；在電子工業(yè)、核工業(yè)、深海、外太空，機器人正發(fā)揮著巨大的不可替代的作用。尤其在汽車制造行業(yè)顯得更為普遍。怎樣才能使所設計的機械手節(jié)省能源、運動精確、提高效率，成為科研人員研究的重點。本論文以日本T3通用型機械手作為實體模型，從運動學角度研究了五自度串聯型機械手的運動軌跡。本文結合空間曲線的積分和曲率數學知識，建立了本文機械手的優(yōu)化模型并對該機械手的運動軌跡進行了優(yōu)化，

2、使其滿足運動軌跡最短，運動平滑的優(yōu)化目標。 本論文通過借鑒日本T3通用型機械手的幾何結構和運動原理，利用Pro/E三維建模軟件建立了五自由度串聯型機械手的實體模型。同時，對所建立的機械手實體模型采用D—H法建立了該機械手的桿件坐標系，從而確定了機械手的結構參量和關節(jié)變量。應用機械手的正逆運動學方程獲得了各桿件的齊次變換矩陣和機械手在關鍵點處的關節(jié)變量值。通過采用3次多項式對該機械手的關節(jié)軌跡進行了規(guī)劃，得到了優(yōu)化函數的設計變量一

3、關節(jié)軌跡系數。通過求解獲得了末端執(zhí)行器的空間位姿函數，利用空間曲線積分理論建立了機械手的目標函數和約束條件，然后利用MATLAB軟件中的優(yōu)化功能函數，進行了優(yōu)化求解，并獲得了收斂性結果。最后應用Pro/Mechanism模塊對機械手的運動狀態(tài)進行了仿真，從而得到了機械手末端執(zhí)行器的運動軌跡和各關節(jié)的位移、速度、加速度，為機械手的性能分析提供了大量數據資料。 本論文通過對五自由度串聯型機械手的優(yōu)化，實現了機械手運運平穩(wěn)，空間運動軌