機械臂軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、機械臂軌跡規(guī)劃研究的是機械臂在工作過程中的角位移、角速度和角加速度問題，目的是使機械臂末端平穩(wěn)的完成一定的作業(yè)。機械臂軌跡規(guī)劃是運動學逆解的實際應用，是機器人學的一個非常重要的研究領域。本論文的主要內容如下：
　　首先，概述了本課題的研究背景和意義，以及國內外的研究現(xiàn)狀，具體分析了當前所采用的機械臂軌跡規(guī)劃方法特點以及存在的不足。然后對機械臂進行運動學分析，主要分析了機器人的數(shù)理基礎，求解機械臂puma560的運動學正解、運動學逆

2、解以及雅可比矩陣。采用ADAMS，建立機械臂puma560的三維模型，并采用蒙特卡洛法得到機械臂的工作空間，為后面的軌跡規(guī)劃打下理論基礎。
　　其次，根據(jù)機械臂運動的平穩(wěn)性要求，提出將三次三角Bezier樣條用于機械臂軌跡規(guī)劃。因為三次三角Bezier樣條曲線的二階導數(shù)和三階導數(shù)均連續(xù)，并且可以方便地對機械臂的型值點進行插值，能夠實現(xiàn)機械臂關節(jié)空間的角位移、角速度和角加速度連續(xù)，均具有良好的光滑性。同時，通過提高起始段和結束段曲線

3、的階次克服了機械臂開始和結束時的加速度突變，從而保證機械臂運動的平穩(wěn)和連續(xù)，并通過仿真實驗驗證算法的合理性。
　　最后，根據(jù)機械臂運動的快速性要求，將改進的遺傳算法用于機械臂時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃。因為三次三角Bezier樣條雖然能夠滿足機械臂運動的平穩(wěn)性要求，但是不能夠保證機械臂運動時間最優(yōu)。遺傳算法在各個關節(jié)的約束條件的基礎上進行適應度分配，再經(jīng)過選擇、交叉、變異等對當前種群進行操作，最終達到時間最優(yōu)的結果，并通過仿真實驗驗證算法的