發(fā)布時間：2019-09-06 13:48

【摘要】：在日益現(xiàn)代化的工業(yè)制造領域,對工業(yè)機器人有著日益強大的應用需求。其中,工業(yè)機器人的軌跡規(guī)劃與軌跡跟蹤控制算法是工業(yè)機器人研究的核心內容,該方面的研究可為工業(yè)機器人平穩(wěn)運行、提高工作效率等提供技術支持。本論文以GRB4016型六自由度機器人為藍本,從六自由度工業(yè)機器人的數(shù)學建模、軌跡規(guī)劃、控制算法、虛擬樣機的設計及聯(lián)合仿真這幾個方面進行了探索性研究,以期為工程應用中機器人軌跡規(guī)劃及軌跡跟蹤控制算法實現(xiàn)等提供技術參考,達到了節(jié)約成本,提高研發(fā)效率的目的。本論文所做工作及成果如下:1)六自由度工業(yè)機器人的數(shù)學建模以GRB4016型六自由度機器人為研究對象,建立了 GRB4016型六自由度機器人的數(shù)學模型。首先,討論了機械臂建模所需的位姿描述、坐標變換等數(shù)理基礎;然后,對GRB4016型六自由度機器人進行了標準D-H法和改進D-H法的建模;最后,運用數(shù)理基礎中的坐標變換相關知識,對其進行運動學方程的建立和求解。2)六自由度工業(yè)機器人的軌跡規(guī)劃提出了一種基于PSO的非均勻五次B樣條六自由度工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃方案。首先,運用了五次非均勻B樣條插值法,實現(xiàn)關節(jié)空間的軌跡規(guī)劃,這種插值法相較于高階多項式插值法,具有凸包性和局部支撐性等優(yōu)點;然后,通過PSO算法對規(guī)劃出的軌跡進行時間-脈動最優(yōu)的優(yōu)化,研究結果表明,本論文提出的基于PSO優(yōu)化算法的五次B樣條軌跡規(guī)劃方案,能夠得到時間-脈動較優(yōu)的軌跡,實現(xiàn)了六自由度機器人高運行效率和好平穩(wěn)性的預期目標;最后,結合工程中三種工件運送需求背景,運用所提方案實現(xiàn)了不同場景下的機器人軌跡規(guī)劃,驗證了所提出方法的有效性。3)六自由度工業(yè)機器人的軌跡跟蹤控制及聯(lián)合仿真以軌跡規(guī)劃后得到的最優(yōu)軌跡為期望軌跡,作為六自由度工業(yè)機器人軌跡跟蹤控制系統(tǒng)的期望輸入,設計了相應的PID和模糊PID控制策略。首先,對GRB4016型機器人進行虛擬樣機的設計,完成SolidWorks+MATLAB/SimMechanics仿真平臺的搭建;然后,為驗證所提六自由度工業(yè)機器人的軌跡跟蹤控制方法的有效性,在仿真平臺上進行仿真實驗。仿真結果表明,所給出的軌跡跟蹤控制算法是有效的,達到了預期目標。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陶其銘,柯尊忠;機器人軌跡規(guī)劃新方法的研究[J];機床與液壓;2003年04期

2 張立勛;董玉紅;路敦民;沈錦華;;合作機器人軌跡規(guī)劃及實驗研究[J];中國機械工程;2005年22期

3 潘雙夏;季炳偉;童永峰;;基于操縱平穩(wěn)性的液壓挖掘機軌跡規(guī)劃方法[J];浙江大學學報(工學版);2006年08期

4 胡貫朋;高雪官;馬培蓀;;一種類人型機器人踢球時腿部軌跡規(guī)劃實驗方案[J];實驗室研究與探索;2006年01期

5 穆海華;周云飛;嚴思杰;韓愛國;;超精密點對點運動三階軌跡規(guī)劃精度控制[J];機械工程學報;2008年01期

6 張立勛;李彥濤;高峻;劉富強;;助餐機器人軌跡規(guī)劃研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2010年05期

7 譚崗慧子;陳勁杰;;三指仿人靈巧手軌跡規(guī)劃及仿真研究[J];機械研究與應用;2010年03期

8 鄒風山;曲道奎;徐方;;真空機器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機床與自動化加工技術;2011年10期

9 徐鵬飛;羅慶生;韓寶玲;姚猛;;新型工業(yè)碼垛機器人軌跡規(guī)劃研究[J];組合機床與自動化加工技術;2012年05期

10 周榮荻;王海;;多指靈巧手關節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究[J];數(shù)字技術與應用;2012年07期

相關會議論文 前10條

1 張國偉;李斌;鄭懷兵;龔海里;王聰;;乒乓球靈巧機械臂軌跡規(guī)劃[A];第九屆全國信息獲取與處理學術會議論文集Ⅰ[C];2011年

2 楊淮清;金蘭;;基于動作基元的行走軌跡規(guī)劃及其在原地轉向型機器人中的應用[A];2006中國控制與決策學術年會論文集[C];2006年

3 張濤;李則婷;陳善本;;移動焊接機器人軌跡規(guī)劃[A];第十六次全國焊接學術會議論文摘要集[C];2011年

4 郭為忠;韓波;鄒慧君;;混合輸入機構的連續(xù)軌跡規(guī)劃研究[A];全國印刷、包裝機械凸輪、連桿機構學術研討會（第6屆全國凸輪機構學術年會）論文集[C];2005年

5 馮翼;李穎;趙新;劉景泰;;足球機器人運動軌跡規(guī)劃和避障算法的設計與實現(xiàn)[A];馬斯特杯2003年中國機器人大賽及研討會論文集[C];2003年

6 許瑛;渡徍克巳;許偉;;連桿曲線的等弧長分割法在機器人軌跡規(guī)劃中的應用[A];第十四屆全國機構學學術研討會暨第二屆海峽兩岸機構學學術交流會論文集[C];2004年

7 劉新建;李迅;張彭;;雙柔性桿機械手點位運動的關節(jié)軌跡規(guī)劃[A];1997中國控制與決策學術年會論文集[C];1997年

8 崔天時;陳天宏;;基于遺傳算法的采摘機器人軌跡規(guī)劃[A];黑龍江省農業(yè)工程學會2011學術年會論文集[C];2011年

9 單恩忠;戴斌;宋金澤;孫振平;;受控動力學樣條插值方法研究[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第一分冊）[C];2009年

10 荊懷靖;唐春英;任斐;王輝;;基于組合映射的網(wǎng)格曲面螺旋軌跡規(guī)劃[A];第二屆民用飛機制造技術及裝備高層論壇資料匯編（論文集）[C];2010年

相關重要報紙文章 前2條

1 譚論 哈恩晶;國外機器人“水土不服”國產機器人市場看好[N];中國工業(yè)報;2005年

2 黃柯;機器人產業(yè)躍過“臨界期” 企業(yè)摩拳擦掌[N];中國高新技術產業(yè)導報;2009年

相關博士學位論文 前8條

1 胡海靜;行星著陸軌跡規(guī)劃與制導控制方法研究[D];北京理工大學;2016年

2 高德東;柔性針穿刺軟組織變形機理及動態(tài)軌跡規(guī)劃方法研究[D];浙江大學;2017年

3 禹鑫q，

本文編號：2532649