六自由度工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃研究及仿真.pdf

1、隨著工業(yè)機器人在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，人們對它的要求也越來越高，不僅希望工業(yè)機器人能夠精準的完成工作任務，還希望能夠盡可能的提高效率，減少生產(chǎn)成本。本文從運行時間的角度出發(fā)，以時間最短為優(yōu)化指標，研究工業(yè)機器人的時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，以提高工業(yè)機器人在實際工業(yè)生產(chǎn)應用中的工作效率。
　　首先，本文簡單介紹了六自由度工業(yè)機器人的定義及特點，論文了工業(yè)機器人以及其軌跡規(guī)劃的研究在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，接著詳細論述了工業(yè)機器人的關(guān)于運

2、動學的理論知識，并在此基礎上介紹了運動學模型的構(gòu)建方法。
　　其次，詳細分析了工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃的基本原理。在關(guān)節(jié)坐標空間軌跡規(guī)劃中，根據(jù)不同的約束條件，介紹了三次多項式函數(shù)插值、高階多項式插值和拋物線過渡的線性函數(shù)插值；在笛卡爾坐標空間軌跡規(guī)劃中，分別介紹了直線插補和圓弧插補。然后在關(guān)節(jié)坐標空間深入研究了B樣條曲線的軌跡規(guī)劃的原理以及曲線函數(shù)公式的推導。
　　最后，本文討論了遺傳算法的優(yōu)化原理，建立機器人運動學逆問題的數(shù)值

3、優(yōu)化數(shù)學模型，提高求運動學逆解的精度。另一方面，結(jié)合B樣條曲線的分段處理的特性，以時間為優(yōu)化目標，基于遺傳算法的優(yōu)化原理設計了時間最優(yōu)的軌跡規(guī)劃方案。通過Matlab仿真軟件，對運動學逆解和軌跡規(guī)劃的算法分別進行仿真。運動學逆解的仿真結(jié)果表明基于遺傳算法的運動學逆解的誤差較小，精度有所提高，從而驗證了提出的算法有效；軌跡規(guī)劃的仿真結(jié)果表明，工業(yè)機器人的各個關(guān)節(jié)在運動過程中保證軌跡曲線連續(xù)光滑的條件下，運行時間也有所減短，從而驗證了算法的