基于非均勻B樣條曲線的機器人軌跡過渡算法*

楊軼焬，劉建群，高偉強

(廣東工業大學機電工程學院，廣州 510006)

0 引言

工業機器人的笛卡爾空間運動一般是由多段直線或者圓弧軌跡構成的運動[1]。軌跡銜接處理的優劣影響加工質量和工作效率。如果機器人在拐角處不做處理，直接減速停止，將會增加工作時間，導致大幅度的電機加減速；如果保持速度直接通過拐角，可能產生機器振動，影響工件質量，降低機器人壽命[2]。

軌跡段間的銜接處理主要體現在軌跡規劃和速度規劃。軌跡規劃，其規劃的優劣可以通過曲線連續度判斷。一般而言，G3級的曲線連續度可以滿足機器加速度平穩的要求。速度規劃，不僅要考慮銜接處的速度，還需要考慮軌跡長度的情況。目前，針對軌跡銜接過渡的常規做法是曲線擬合，在銜接處插入一段微型曲線，曲線不經過拐點，通過犧牲位置精度來換取過渡平滑。王濤等[3]提出了通過圓弧轉接實現拐角過渡的方法，但是忽略了銜接點向心加速度突變；BI等[4]提出了3次雙Bezier曲線構建實時擬合曲線的方法，但是軌跡只能達到G2連續；BEUDAERT等[5]提出了3次B樣條曲線進行直線段間過渡的方法，但是沒有給出對應的插補規劃方法。

針對機器人拐角過渡的問題，對軌跡段的銜接曲線模型及該模型的軌跡規劃、速度規劃進行研究，實現了整體軌跡的G3連續和加速度連續，提升了多段連續軌跡拐角的銜接速度，減小了速度波動，避免加速度突變，實現機器人的平穩運動。

1 軌跡平滑過渡……

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