六自由度機(jī)器人平滑軌跡規(guī)劃與控仿一體化系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人的使用極大地降低了人工工作的強(qiáng)度和危險。由于現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，工業(yè)機(jī)器人的未來市場越來越廣闊，同時，工業(yè)生產(chǎn)也對工業(yè)機(jī)器人提出了越來越高的要求，現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。控制系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的核心部分，因此，開發(fā)功能全面、性能更強(qiáng)、精度更高的機(jī)器人控制系統(tǒng)尤為重要。
　　本文在分析國內(nèi)外現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上，對六自由度工業(yè)機(jī)器人高效平滑的軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行研究，并基于此，開發(fā)了具有實時三維動態(tài)仿

2、真和控制一體化的機(jī)器人控制系統(tǒng)。
　　本文采用D-H方法，建立六自由度工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型。并在機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制空間等本體條件受限的前提下，提出了一種高效、平滑且對機(jī)器人硬件要求不高的軌跡規(guī)劃方法。首先在一維空間中設(shè)計速度、加速度、加加速度都受限的軌跡規(guī)劃，保證軌跡的最大速度、加速度、加加速度都限制在一個確定值以內(nèi)，規(guī)劃目標(biāo)可以是路程、關(guān)節(jié)角度、圓弧角度等。然后將該方法推廣到三維空間，獲取三維空間中末端執(zhí)行器的路徑規(guī)劃。該軌跡規(guī)劃

3、方法既可保證機(jī)器人末端執(zhí)行器軌跡平滑運(yùn)行，又能減少機(jī)械振動。
　　為實現(xiàn)控仿一體化系統(tǒng)，首先基于VC++6.0開發(fā)環(huán)境和OpenGL構(gòu)建機(jī)器人虛擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有良好的可視化界面和人機(jī)交互接口，能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度工業(yè)機(jī)器人在虛擬場景中的運(yùn)動、規(guī)劃、示教、編程和再現(xiàn)仿真。然后采用所提出的平滑軌跡規(guī)劃方法，基于運(yùn)動控制器構(gòu)建機(jī)器人控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對機(jī)器人的直線、圓弧和點(diǎn)位等運(yùn)動。所設(shè)計的控制系統(tǒng)通過共享內(nèi)存與機(jī)器人虛擬仿真系統(tǒng)實現(xiàn)實