基于ROS的碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真及軌跡規(guī)劃.pdf

1、碼垛機(jī)器人作業(yè)具有占地面積小、作業(yè)范圍廣、多生產(chǎn)線作業(yè)等特點(diǎn)，可以提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化加工以及減少人工成本，而且能夠提高作業(yè)穩(wěn)定性進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。由于作業(yè)速度的提高，以及工作環(huán)境的復(fù)雜性，一方面要求機(jī)器人軌跡運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)，另一方面可以避開(kāi)環(huán)境中已知的障礙物。課題圍繞碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真以及軌跡規(guī)劃功能展開(kāi)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析，對(duì)其工作空間進(jìn)行求解，基于ROS系統(tǒng)進(jìn)行仿真平臺(tái)的搭建，進(jìn)行笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究，

2、進(jìn)行機(jī)器人仿真實(shí)驗(yàn)。
　　本文首先對(duì)碼垛機(jī)器人的構(gòu)型進(jìn)行分析與簡(jiǎn)化，分析了連桿、關(guān)節(jié)之間的約束關(guān)系，進(jìn)行碼垛機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的建模，利用D-H參數(shù)法建立了碼垛機(jī)器人的連桿坐標(biāo)系，完成碼垛機(jī)器人的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，借助Matlab機(jī)器人工具箱、Adams軟件進(jìn)行正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)果驗(yàn)證分析，根據(jù)大臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角與小臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，通過(guò)正運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，使用蒙特卡洛法進(jìn)行工作空間的求解。
　　其次，在機(jī)器人操作系統(tǒng)

3、ROS下建立碼垛機(jī)器人的仿真平臺(tái)，使用URDF文件完成機(jī)器人模型的構(gòu)建，使用RViz3D可視化工具實(shí)現(xiàn)碼垛機(jī)器人三維仿真模型的顯示，然后對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的相關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與編譯，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制消息類(lèi)型進(jìn)行選擇，對(duì)控制與啟動(dòng)文件進(jìn)行配置，并分析機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和避障運(yùn)動(dòng)的程序編譯與程序流程。
　　再次，對(duì)碼垛機(jī)器人在笛卡爾空間以及關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究，實(shí)現(xiàn)笛卡爾空間的直線軌跡、圓弧軌跡和兩段直線路徑間的過(guò)渡軌跡模型的構(gòu)建以及插