仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)中的手臂軌跡優(yōu)化問題研究.pdf

1、針對仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)設(shè)計軌跡規(guī)劃算法，必須根據(jù)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)的特性，在諸多方法中選擇最適合作業(yè)需求，并且性能最優(yōu)的規(guī)劃方法。有時候也要根據(jù)軌跡規(guī)劃的要求，對現(xiàn)有方法進(jìn)行設(shè)計和改造，或?qū)煞N甚至多種軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行組合使用，來達(dá)到最佳效果。這篇論文的課題研究以“十一五”863國家先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域重點項目——仿人機(jī)器人移動作業(yè)協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)集成項目為背景，給出了一套手臂軌跡規(guī)劃的優(yōu)化方法，最終使得仿人機(jī)器人乒乓球?qū)南到y(tǒng)實現(xiàn)多回

2、合對打。
　　 該文在了解國內(nèi)外乒乓球機(jī)器人理論和應(yīng)用發(fā)展的基礎(chǔ)上，較為深入的分析和對比了機(jī)器人軌跡規(guī)劃的各種方法，結(jié)合仿人機(jī)器人乒乓球?qū)南到y(tǒng)的特點，比較詳盡的歸納了其軌跡規(guī)劃的特性和系統(tǒng)的特殊要求，對仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)中手臂軌跡優(yōu)化問題進(jìn)行研究，并對軌跡規(guī)劃方法的設(shè)計思路和實現(xiàn)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的描述，并驗證了方法的有效性。論文的主要創(chuàng)新有：
　　 在傳統(tǒng)的7段S曲線加速法的基礎(chǔ)上，提出了基于極限的軌跡規(guī)劃算法

3、思想。該方法能夠發(fā)揮手臂的最大運動性能，得到符合實時性要求的控制序列，同時能保證關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)角速度和關(guān)節(jié)角加速度連續(xù)且無跳變。此外，它不但能很好的應(yīng)用于乒乓球?qū)倪@項特定的作業(yè)任務(wù)，也可廣泛適用于對于關(guān)節(jié)限位要求嚴(yán)格、裕度較小的情況。
　　 針對仿人機(jī)器人乒乓球?qū)淖鳂I(yè)問題的具體要求，在軌跡規(guī)劃模塊中加入定點回球的功能，并介紹了完整的推導(dǎo)過程；創(chuàng)新性的提出將“擊球點”擴(kuò)展為“擊球區(qū)”的思想，提高了系統(tǒng)的魯棒性；提出了實時路徑修