機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究的是機(jī)械臂在工作過(guò)程中的角位移、角速度和角加速度問(wèn)題，目的是使機(jī)械臂末端平穩(wěn)的完成一定的作業(yè)。機(jī)械臂軌跡規(guī)劃是運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的實(shí)際應(yīng)用，是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　首先，概述了本課題的研究背景和意義，以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，具體分析了當(dāng)前所采用的機(jī)械臂軌跡規(guī)劃方法特點(diǎn)以及存在的不足。然后對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，主要分析了機(jī)器人的數(shù)理基礎(chǔ)，求解機(jī)械臂puma560的運(yùn)動(dòng)學(xué)正解、運(yùn)動(dòng)學(xué)逆

2、解以及雅可比矩陣。采用ADAMS，建立機(jī)械臂puma560的三維模型，并采用蒙特卡洛法得到機(jī)械臂的工作空間，為后面的軌跡規(guī)劃打下理論基礎(chǔ)。
　　其次，根據(jù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性要求，提出將三次三角Bezier樣條用于機(jī)械臂軌跡規(guī)劃。因?yàn)槿稳荁ezier樣條曲線的二階導(dǎo)數(shù)和三階導(dǎo)數(shù)均連續(xù)，并且可以方便地對(duì)機(jī)械臂的型值點(diǎn)進(jìn)行插值，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械臂關(guān)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(shí)，通過(guò)提高起始段和結(jié)束段曲線

3、的階次克服了機(jī)械臂開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的加速度突變，從而保證機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)和連續(xù)，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的合理性。
　　最后，根據(jù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的快速性要求，將改進(jìn)的遺傳算法用于機(jī)械臂時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃。因?yàn)槿稳荁ezier樣條雖然能夠滿足機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性要求，但是不能夠保證機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)時(shí)間最優(yōu)。遺傳算法在各個(gè)關(guān)節(jié)的約束條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)度分配，再經(jīng)過(guò)選擇、交叉、變異等對(duì)當(dāng)前種群進(jìn)行操作，最終達(dá)到時(shí)間最優(yōu)的結(jié)果，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的