SCARA工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃與仿真研究.pdf

1、SCARA工業(yè)機器人因為其速度快、精度高的特點，已被廣泛地應用于“3C”、食品、醫(yī)藥等行業(yè)中的裝配、搬運等生產過程。本文的主要目的是設計一款SCARA工業(yè)機器人，分析它在不同任務需求下的運動規(guī)律（即軌跡規(guī)劃），同時為其它類型工業(yè)機器人的運動控制方法與技術提供一定的參考。
　　首先，設計了SCARA工業(yè)機器人的機械結構，建立了其運動學和動力學模型。根據(jù) D-H方法建立其基座標系與末端執(zhí)行器的齊次變換矩陣，得到運動學模型，通過Robo

2、tics Toolbox建立仿真模型對其驗證；通過反變換法，求解運動學逆解，并對第三、四軸的運動解耦；通過Lagrange方法，建立了SCARA的動力學方程，為其實時控制、傳動方案和結構參數(shù)優(yōu)化奠定了基礎。
　　其次，將關節(jié)空間和笛卡爾空間中的一般插值方法應用于SCARA的軌跡規(guī)劃，并對其分析改進。在關節(jié)空間中，詳細推導了三次樣條曲線在軌跡插值中的計算方法；在笛卡爾空間中，分析了空間直線-圓弧的規(guī)劃方法；為保證末端執(zhí)行器運動軌跡平

3、滑連續(xù)，降低沖擊，對啟停算法進行了一定改進。
　　再次，建立軌跡優(yōu)化模型，應用遺傳算法對其求解。針對一般的軌跡方法不能充分發(fā)揮機器人的物理特性，將5次非均勻B樣條曲線應用于軌跡插值，建立以時間最優(yōu)為第一目標，沖擊最小為第二目標的軌跡優(yōu)化模型，同時運用遺傳算法對模型進行優(yōu)化。
　　最后，通過Adams建立SCARA的仿真模型，驗證其軌跡規(guī)劃方法的正確性。根據(jù)軌跡方程，計算理論軌跡，然后通過Adams進行仿真，驗證以空間圓弧為路