用于高精度制造業(yè)的可重構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)

用于高精度制造業(yè)的可重構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)

提出了一種在具有人形結(jié)構(gòu)的可重構(gòu)機(jī)器人的時(shí)變最優(yōu)軌跡自動(dòng)規(guī)劃的算法。軌跡規(guī)劃算法旨在為可重構(gòu)控制系統(tǒng)提供可達(dá)到的輸入設(shè)定點(diǎn)，以便于適應(yīng)任務(wù)目標(biāo)的變化，以及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)行為的各種重新配置。首先，在機(jī)器人模型上定義適當(dāng)?shù)膮⒖甲鴺?biāo)系，然后，通過(guò)可重構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)模塊動(dòng)態(tài)生成笛卡爾空間中末端執(zhí)行器的位置和方位。然后，通過(guò)迭代逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方法生成用于起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的機(jī)器人配置空間以及每個(gè)運(yùn)動(dòng)任務(wù)的幾何路徑。最后，通過(guò)結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和聯(lián)合運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，生成具有協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)曲線的聯(lián)合空間軌跡。該算法的一般結(jié)果是機(jī)器人關(guān)節(jié)的軌跡規(guī)劃圖，顯示為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的時(shí)間歷程圖。提出的算法能夠動(dòng)態(tài)地生成軌跡，以滿足廣泛變化的任務(wù)、約束和目標(biāo)，旨在實(shí)現(xiàn)完全可重構(gòu)的控制，無(wú)需任何硬件或軟件進(jìn)行調(diào)整。

提出了基于開(kāi)始坐標(biāo)和目標(biāo)坐標(biāo)的使用S曲線軌跡建模方法的可配置的自動(dòng)軌跡規(guī)劃算法，主要用于人工機(jī)械臂，以確保機(jī)器人能夠在工作空間中平滑運(yùn)動(dòng)。該算法在可重構(gòu)機(jī)器人領(lǐng)域能夠映射出特定軌跡的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)學(xué)配置、任務(wù)目標(biāo)和操作約束。未來(lái)的研究工作可以提高機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)分布的靈活性。

刊名：Procedia CIRP

刊期：2016年80期

作者：Oliver Avram et al

編譯：陳少帥