七自由度機器人軌跡規(guī)劃問題研究.pdf

1、隨著計算機技術、微電子技術等的快速發(fā)展，機器人技術得到了飛速發(fā)展。人們對機器人各方面性能的要求也在日益提高，不再僅僅滿足于完成指定任務，還要求在保證工作質(zhì)量的同時能夠縮短運行時間，從而提高機器人的工作效率。為了滿足該要求，本文以七自由度串聯(lián)機器人Robai Cyton Gamma300為研究對象，運用五次 B樣條曲線構(gòu)造機器人各關節(jié)運動軌跡。在滿足運動學約束條件下，運用改進的遺傳算法對運動軌跡進行時間最優(yōu)規(guī)劃，既使機器人在運動過程中平穩(wěn)

2、、無震動，降低關節(jié)間磨損，延長使用壽命，又使機器人沿原有路徑運動時間最短。
　　首先，介紹了機器人技術的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，全面總結(jié)了近年來國內(nèi)外學者對機器人軌跡規(guī)劃研究的成果。闡述了機器人的運動學理論，采用D-H法對七自由度串聯(lián)機器人Robai Cyton Gamma300進行運動學建模。分析了目前求解機器人逆運動學方程的方法，本文采用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡求解機器人運動學逆解，實現(xiàn)了將機器人末端執(zhí)行器在笛卡爾空間的位姿轉(zhuǎn)換到

3、關節(jié)空間中各關節(jié)變量值。
　　然后，從關節(jié)空間和笛卡爾空間兩個方面詳細介紹了幾種常用的軌跡規(guī)劃方法，深入研究了B樣條曲線構(gòu)造機器人各關節(jié)運動軌跡的過程。通過對機器人進行示教操作得到其末端執(zhí)行器在笛卡爾空間的路徑點，分別采用三次 B樣條曲線和五次B樣條曲線構(gòu)造機器人的運動軌跡，在MATLAB中仿真對比分析可知，五次 B樣條曲線規(guī)劃的各關節(jié)運動軌跡平滑，速度、加速度和加加速度曲線變化連續(xù)，說明機器人在運動過程中平穩(wěn)、無震動。