有障礙環(huán)境中的冗余度機械臂容錯軌跡規(guī)劃研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、冗余度工業(yè)機械臂以其特有的自運動性能引發(fā)了許多理論上和工程上的難題,這些成為機械工程和自動控制領域的研究焦點。同時,冗余度工業(yè)機械臂還具有容錯性能,這對于機械臂在航天和其他特殊環(huán)境的應用具有特別重要的意義。因此,為了充分發(fā)揮冗余度機械臂的性能優(yōu)勢,很多學者在不同的領域對其進行了大量的科學研究,主要集中在利用冗余度機械臂的冗余特性作加權平均的方法,解決多目標優(yōu)化和多準則優(yōu)化方面。如利用冗余度機械臂在躲避障礙的同時,還要滿足避免奇異性和關節(jié)

2、極限的要求等,但很少涉及到同時解決機械臂的容錯和避障問題,畢竟容錯性能是冗余度機器人的重要性能之一。因此,本文針對冗余度機械臂拾放操作(Pick-and-Place Operation,P&PO)的避障以及容錯要求,提出了一種新的研究方法,并利用平面以及空間機械臂對本算法進行了仿真及實驗操作。 首先,對冗余度機械臂的研究現狀做了簡單的介紹,包括冗余度機械臂的避障規(guī)劃,容錯規(guī)劃以及拾放操作規(guī)劃等。 其次,提出了冗余度機器人

3、的容錯避障算法。該算法以距離函數為避障指標,并依次在笛卡爾空間以及關節(jié)空間內進行運動規(guī)劃,然后對規(guī)劃所得的一系列末端可達離散點進行樣條插值,最后將插值出的樣條曲線作為機械臂末端執(zhí)行拾放操作的路徑,并通過線積分,選取最短的一條作為最優(yōu)路徑。 再次,利用平面機械臂針對該算法進行了仿真及實驗操作。通過對桿長參數、障礙物數量、插值點個數等因素對該算法的影響,進行了簡要的闡述。 最后,利用空間機械臂針對該算法進行了仿真操作。重點詳

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