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基于MATLAB的机器人运动仿真研究 被引量:108
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作者 罗家佳 胡国清 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期640-644,共5页
按照一定的要求对一种柱面坐标机器人进行了参数设计,讨论了该机器人的运动学问题,然后在MATLAB环境下,用Robotics Toolbox对该机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行了仿真.通过仿真,观察到了机器人各个关节的运动,并得到了所需的... 按照一定的要求对一种柱面坐标机器人进行了参数设计,讨论了该机器人的运动学问题,然后在MATLAB环境下,用Robotics Toolbox对该机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行了仿真.通过仿真,观察到了机器人各个关节的运动,并得到了所需的数据,说明了所设计的参数是正确的,从而能够达到预定的目标. 展开更多
关键词 机器人 柱面坐标 轨迹规划 仿真 MATLAB ROBOTICS TOOLBOX
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六自由度机械臂轨迹规划与仿真研究 被引量:88
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作者 孙亮 马江 阮晓钢 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期388-392,共5页
针对六自由度链式机械臂在进行正运动学、逆运动学以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果,在正确建立机械臂数学模型的基础上,重点分析了机械臂在关节空间中轨迹规划的两种实现方法,并采用三维运动仿真... 针对六自由度链式机械臂在进行正运动学、逆运动学以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果,在正确建立机械臂数学模型的基础上,重点分析了机械臂在关节空间中轨迹规划的两种实现方法,并采用三维运动仿真进行了验证。开发了一套六自由度机械臂三维仿真软件,该仿真软件在VC++6.0开发平台上,首先利用分割类将基于MFC框架的窗口分割成为控制窗口和视图窗口两部分,然后利用OpenGL的图形库对机械臂进行建模,首次将正运动学、逆运动学以及轨迹规划算法融入其中开发而成。该仿真软件有效地验证了机械臂运动学模型建立的正确性,同时也对三次多项式和五次多项式两种轨迹规划方法做了直观的比较,结果表明后一种轨迹规划效果明显优于前一种。 展开更多
关键词 机械臂 运动学分析 轨迹规划 运动仿真
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基于MATLAB Robotics工具箱的SCARA机器人轨迹规划与仿真 被引量:69
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作者 左富勇 胡小平 +1 位作者 谢珂 朱秋玲 《湖南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第2期41-44,共4页
为研究SCARA机器人的轨迹规划,在MATLAB环境下,对该机器人运动学参数进行了设计,利用Robotics toolbox工具箱编制了简单的程序语句,建立该机器人运动学模型,讨论了标准D-H参数和改进D-H参数建模方法的区别,并对机器人的轨迹规划进行了仿... 为研究SCARA机器人的轨迹规划,在MATLAB环境下,对该机器人运动学参数进行了设计,利用Robotics toolbox工具箱编制了简单的程序语句,建立该机器人运动学模型,讨论了标准D-H参数和改进D-H参数建模方法的区别,并对机器人的轨迹规划进行了仿真.通过仿真,直观地显示了机器人关节的运动,得到了连续平滑的机器人关节角度轨迹曲线.仿真实验表明,所设计的运动学参数是正确的,从而达到了预定的目标.该工具箱可以对机器人进行图形仿真,分析真实机器人控制时的数据结果,对机器人的研究开发具有较高的经济实用价值. 展开更多
关键词 机器人 轨迹规划 MATLAB 仿真
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喷漆机器人离线编程系统探讨 被引量:23
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作者 王振滨 赵德安 +1 位作者 王炎炎 钱琳 《江苏理工大学学报(自然科学版)》 2000年第5期78-82,共5页
介绍了离线编程技术应用于喷漆机器人的研究现状与发展趋势 ,指出自动轨迹生成方式优于交互式或离线示教式轨迹生成方式 ,是今后的发展方向 文中还介绍了喷漆机器人离线编程系统的组成与结构 ,指出其主要包含 6大模块 深入探讨了最优... 介绍了离线编程技术应用于喷漆机器人的研究现状与发展趋势 ,指出自动轨迹生成方式优于交互式或离线示教式轨迹生成方式 ,是今后的发展方向 文中还介绍了喷漆机器人离线编程系统的组成与结构 ,指出其主要包含 6大模块 深入探讨了最优轨迹设计问题(OTPP) ,先从一些基本假设与定义入手 ,由此导出OTPP目标泛函并给出其约束条件 。 展开更多
关键词 喷漆机器人 轨迹设计 优化 仿真 离线编程系统
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基于粒子群优化算法的五自由度机械臂轨迹规划 被引量:32
5
作者 江鸿怀 金晓怡 +1 位作者 邢亚飞 奚鹰 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期107-110,共4页
为了让机械臂的工作时间达到最优,以自主研发的抛光机器人样机为研究对象,针对手表表壳表耳部分的抛光过程,提出PSO算法对五自由度机械臂轨迹规划进行优化,并通过MATLAB软件进行机械臂的仿真与分析。仿真结果表明,基于PSO算法的轨迹规... 为了让机械臂的工作时间达到最优,以自主研发的抛光机器人样机为研究对象,针对手表表壳表耳部分的抛光过程,提出PSO算法对五自由度机械臂轨迹规划进行优化,并通过MATLAB软件进行机械臂的仿真与分析。仿真结果表明,基于PSO算法的轨迹规划使机械臂在工作过程中加加速度不会产生突变,运动轨迹精度高,机械臂工作时间达到最优。 展开更多
关键词 五自由度机械臂 PSO算法 轨迹规划 仿真与分析
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一个大型机器人仿真系统-ROBCAD 被引量:18
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作者 张继禹 蔡鹤皋 +2 位作者 王树国 付宜利 马玉林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第3期108-113,共6页
在论述国内外机器人CAD、仿真以及离线编程技术发展的基础上,介绍了机器人仿真系统-ROBCAD.阐述了ROBCAD 在国际机器人仿真领域的地位及先进性,开发了ROBCAD 的主要功能,分析研究了其关键技术,指出了国内这方面研究中的不足以及今后的... 在论述国内外机器人CAD、仿真以及离线编程技术发展的基础上,介绍了机器人仿真系统-ROBCAD.阐述了ROBCAD 在国际机器人仿真领域的地位及先进性,开发了ROBCAD 的主要功能,分析研究了其关键技术,指出了国内这方面研究中的不足以及今后的发展方向。 展开更多
关键词 机器人 仿真系统 离线编程
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基于Matlab仿人机器人双臂运动特性分析 被引量:27
7
作者 李瑞峰 马国庆 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期343-347,共5页
应用D-H法建立机器人双臂的关节坐标系并确定杆件参数,建立机器人的正逆运动学模型,提出一种几何法结合逆变换求解运动学的新方法.在Matlab环境下利用蒙特卡罗法计算出双臂的工作空间,并讨论在协调工作空间内主臂与物体、主臂与从臂之... 应用D-H法建立机器人双臂的关节坐标系并确定杆件参数,建立机器人的正逆运动学模型,提出一种几何法结合逆变换求解运动学的新方法.在Matlab环境下利用蒙特卡罗法计算出双臂的工作空间,并讨论在协调工作空间内主臂与物体、主臂与从臂之间的位姿约束关系,对笛卡尔空间及关节空间的运动轨迹进行规划.用Robotics Toolbox工具箱对机器人正逆运动学进行仿真,从而验证机器人结构设计的合理性,为机器人的动力学分析、双臂协调作业以及快速抓取作业奠定了必要的基础. 展开更多
关键词 仿人机器人 运动学 工作空间 轨迹规划 仿真 ROBOTICS TOOLBOX
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神经网络在机器人路径规划中的应用研究 被引量:11
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作者 刘成良 张凯 +2 位作者 付庄 曹其新 殷跃红 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2001年第S1期605-608,604,共5页
机器人路径规划是人工神经网络应用于机器人控制的重要内容 .本文提出采用碰撞罚函数进行无碰撞轨迹规划 ,给出了无碰撞轨迹规划的人工神经网络算法 。
关键词 人工神经网络 机器人 轨迹规划 计算机仿真
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基于MATLAB Robotic Toolbox的关节型机器人运动仿真研究 被引量:24
9
作者 陆佳皓 平雪良 李朝阳 《机床与液压》 北大核心 2017年第17期60-62,81,共4页
在MATLAB环境下对关节工业机器人进行仿真分析。以ER3A-C60机器人为例,分析了它的正运动学、逆运动学和轨迹规划问题。利用Robotics toolbox和D-H参数建模方法,建立该机器人的运动学模型,进行该机器人轨迹规划的仿真,得到机器人关节角... 在MATLAB环境下对关节工业机器人进行仿真分析。以ER3A-C60机器人为例,分析了它的正运动学、逆运动学和轨迹规划问题。利用Robotics toolbox和D-H参数建模方法,建立该机器人的运动学模型,进行该机器人轨迹规划的仿真,得到机器人关节角、角速度、角加速度随时间变化曲线,验证该机器人参数的合理性. 展开更多
关键词 工业机器人 ROBOTICS TOOLBOX 运动学 轨迹规划 仿真
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一种机械臂最优时间-冲击轨迹优化算法 被引量:24
10
作者 陆佳皓 平雪良 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第10期1548-1554,共7页
针对工业机械臂执行效率以及运动过程中的冲击产生振动、机械磨损的问题,提出了一种机械臂的最优时间-冲击轨迹规划方法,优化机械臂关节运动时间和加加速度(冲击)两个耦合且矛盾的运动性能指标。通过逆运动学可以将机械臂执行的运动轨... 针对工业机械臂执行效率以及运动过程中的冲击产生振动、机械磨损的问题,提出了一种机械臂的最优时间-冲击轨迹规划方法,优化机械臂关节运动时间和加加速度(冲击)两个耦合且矛盾的运动性能指标。通过逆运动学可以将机械臂执行的运动轨迹转换为在关节空间中的位置-时间序列,采用5次非均匀B样条函数在关节空间内构造插值曲线,用各阶B样条曲线控制顶点的约束代替机械臂的运动约束,利用NSGA-Ⅱ(Non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)对目标函数进行优化。仿真结果表明,采用5次非均匀B样条函数插值,对运动时间和冲击进行优化的运动轨迹,提高了机械臂的执行效率,保证了运动过程中产生较小的冲击,使得机械臂的运动控制性能得到了提高。 展开更多
关键词 机械臂 5次B样条曲线 轨迹规划 NSGA-Ⅱ:仿真实验
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基于五次多项式的码垛机器人轨迹规划 被引量:23
11
作者 孙玥 魏欣 《包装工程》 CAS 北大核心 2017年第21期159-163,共5页
目的为了实现多轴码垛机器人速度和加速度变化曲线光滑、稳定,简化轨迹规划算法。方法介绍码垛机器人结构,并在码垛机器人结构基础上对码垛机器人运动进行分析,在关节空间下提出一种五次多项式插值的码垛机器人轨迹规划方法,利用五次函... 目的为了实现多轴码垛机器人速度和加速度变化曲线光滑、稳定,简化轨迹规划算法。方法介绍码垛机器人结构,并在码垛机器人结构基础上对码垛机器人运动进行分析,在关节空间下提出一种五次多项式插值的码垛机器人轨迹规划方法,利用五次函数对码垛机器人各个关节速度和加速度进行拟合插值。结果仿真结果表明,五次多项式轨迹规划方法拟合曲线更加光滑,同时保证速度和加速度无突变,保证了码垛机器人运动过程更加平稳。结论该轨迹规划方法能够保证码垛机器人按照预定的轨迹实现速度和加速度的平滑过渡,提升了码垛机器人运动精度。 展开更多
关键词 码垛机器人 速度和加速度 轨迹规划 五次多项式插值 仿真
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7-DOF核工业机器人的轨迹规划与仿真 被引量:19
12
作者 付西光 颜国正 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1948-1950,共3页
为实现7-DOF核工业机器人在空间相贯焊缝探查作业过程中平稳、连续及控制的实时性,提出采用五次多项式函数进行轨迹插补,避免通过求解Jacobian逆矩阵实现从欧氏空间到关节空间轨迹规划结果的转换而涉及矩阵求逆等繁杂运算。该方法具有... 为实现7-DOF核工业机器人在空间相贯焊缝探查作业过程中平稳、连续及控制的实时性,提出采用五次多项式函数进行轨迹插补,避免通过求解Jacobian逆矩阵实现从欧氏空间到关节空间轨迹规划结果的转换而涉及矩阵求逆等繁杂运算。该方法具有结构简单,运算量小,能够实时计算机器人运动的位移、速度与加速度,并生成运动轨迹。结合实际探查的空间相贯曲线,对各关节的运动轨迹进行了计算仿真,结果表明:该方法能够保证关节角度、角速度及角加速度的连续性,保证了机器人工作的平稳性,能够满足工作要求。 展开更多
关键词 机器人 轨迹规划 仿真 检测
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挖掘机自主挖掘分段可变阶多项式轨迹规划 被引量:22
13
作者 李海虹 林贞国 +1 位作者 杜娟 陈志恢 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期319-325,共7页
为保证挖掘机在自主挖掘作业中轨迹平稳连续,降低振动冲击,提出了一种轨迹规划方法,即将作业空间中路径进行合理分段,使其在保证轨迹规划结果中路径偏差较小不影响完成工作任务的前提下计算量尽量减小,并对每一段路径进行可变阶多项式... 为保证挖掘机在自主挖掘作业中轨迹平稳连续,降低振动冲击,提出了一种轨迹规划方法,即将作业空间中路径进行合理分段,使其在保证轨迹规划结果中路径偏差较小不影响完成工作任务的前提下计算量尽量减小,并对每一段路径进行可变阶多项式插值轨迹规划。以某型单斗液压挖掘机实现自主挖掘为例,采用3-3-5-3-3多项式插值法进行轨迹规划,通过Matlab平台仿真,结果显示挖掘机各关节角位移、角速度、角加速度曲线平滑连续,但部分轨迹段角加速度超出加速度约束值。为进一步提高其动力学特性,对角加速度不满足要求的轨迹段,根据加速度约束,修正多项式最高阶次数,并利用修正后的高阶多项式进行轨迹规划。通过仿真结果对比,该分段可变阶多项式轨迹规划方法能够实现更加平稳连续的自主挖掘。 展开更多
关键词 挖掘机 分段多项式插值 轨迹规划 最高阶次数修正 仿真
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基于ADAMS和MATLAB的喷涂机器人运动仿真研究 被引量:21
14
作者 袁安富 沈思思 +1 位作者 余莉 曾晶晶 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第8期44-48,共5页
根据喷涂机器人的工作要求,采用改进的D-H法建立其运动学方程,并分析其正问题。利用Solidworks软件建立机器人几何模型,通过ADAMS仿真软件对虚拟样机进行运动学仿真分析;利用机器人工具箱求解运动学正、逆解,同时对机器人进行正运动学... 根据喷涂机器人的工作要求,采用改进的D-H法建立其运动学方程,并分析其正问题。利用Solidworks软件建立机器人几何模型,通过ADAMS仿真软件对虚拟样机进行运动学仿真分析;利用机器人工具箱求解运动学正、逆解,同时对机器人进行正运动学和轨迹规划仿真,得到了平滑而又连续的位移、速度、角度、运动轨迹曲线和机器人喷涂过程中的运动轨迹规划曲线。从而验证了几何模型设计的合理性和数学模型的正确性,为后续的动力学分析以及轨迹优化等奠定了理论基础。 展开更多
关键词 喷涂机器人 运动学 轨迹规划 仿真
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KUKA机器人运动学仿真与实验研究 被引量:20
15
作者 陈桂 王建红 汤玉东 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第8期94-97,共4页
在研究分析六自由度关节机器人结构的基础上,以KUKA KR6-2机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。在MATLAB环境下,借助Robotics Toolbox工具箱,构建机器人运动学模型,研究... 在研究分析六自由度关节机器人结构的基础上,以KUKA KR6-2机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。在MATLAB环境下,借助Robotics Toolbox工具箱,构建机器人运动学模型,研究并实现该机器人的正运动学、逆运动学和轨迹规划的仿真,同时在KUKA机器人上进行实验验证。实验结果表明,仿真获得的数据可以准确、有效地控制实际机器人的运动轨迹,为机器人运动分析和设计提供可靠的依据。 展开更多
关键词 关节机器人 运动学方程 逆运动学 轨迹规划 仿真
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基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真 被引量:20
16
作者 朱志伟 李和平 《机床与液压》 北大核心 2019年第21期64-69,共6页
在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立... 在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。 展开更多
关键词 轨迹规划 KR10 R1420型工业机器人 MATLAB 仿真 D-H参数法
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基于MATLAB Robotics Toolbox的UR5机器人轨迹规划与仿真 被引量:20
17
作者 王君 陈迪 +4 位作者 陈红杰 任军 游颖 魏琼 汪泉 《机床与液压》 北大核心 2018年第23期11-15,共5页
为了解UR5机器人实时轨迹变化情况,根据Denavit-Hartenberg参数法在MATLAB Robotics Toolbox中利用Link函数建立了UR机器人的三维数学模型,对UR5机器人进行了正、逆运动学求解与理论分析,推导出各个关节角之间的变化关系;利用三次多项... 为了解UR5机器人实时轨迹变化情况,根据Denavit-Hartenberg参数法在MATLAB Robotics Toolbox中利用Link函数建立了UR机器人的三维数学模型,对UR5机器人进行了正、逆运动学求解与理论分析,推导出各个关节角之间的变化关系;利用三次多项式插值法对任意PTP (点到点)之间的空间轨迹规划进行理论分析,并结合MATLAB Robotics工具箱对UR5机器人数学模型进行了空间轨迹规划和仿真,得到了连续变化的轨迹曲线。仿真结果验证了机器人运动学模型的正确性和合理性,为UR系列机器人的进一步研究和应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 UR5机器人 轨迹规划 MATLAB仿真 三次多项式插值
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6R机器人轨迹规划及仿真 被引量:20
18
作者 阮启刚 黄磊 《机械制造与自动化》 2011年第1期168-170,共3页
在工业机器人的研究和设计过程中,轨迹规划的有关理论与应用一直是研究人员关注的重点。根据末端执行器所要完成的轨迹特点,分析了笛卡儿坐标空间和关节坐标空间轨迹规划的特点,基于Pro/E和MATLAB对6R机器人运动学进行了仿真。
关键词 机器人 轨迹规划 仿真
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基于ADAMS的SCARA机器人运动学仿真研究 被引量:18
19
作者 杨成文 张铁 《机床与液压》 北大核心 2011年第21期118-120,114,共4页
对SCARA机器人进行正逆运动学分析以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果。为解决以上问题,基于ADAMS软件环境,建立了SCARA机器人的三维虚拟样机模型,结合SCARA机器人的正逆运动学在笛卡尔空间对其末端... 对SCARA机器人进行正逆运动学分析以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果。为解决以上问题,基于ADAMS软件环境,建立了SCARA机器人的三维虚拟样机模型,结合SCARA机器人的正逆运动学在笛卡尔空间对其末端规划一段圆弧路径轨迹,并将该圆弧路径轨迹数据导入虚拟样机模型中进行轨迹规划的仿真。结果表明,该系统为SCARA机器人运动学分析及轨迹规划方法的仿真验证提供了一个有效的平台。 展开更多
关键词 SCARA机器人 ADAMS软件 轨迹规划 仿真平台
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基于轨迹规划的自由漂浮空间机器人抓取运动物体的研究 被引量:15
20
作者 赵晓东 王树国 +1 位作者 严艳军 孙立宁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期48-51,共4页
针对空间机器人非完整性和冗余性 ,对笛卡尔空间下的轨迹规划问题进行了研究。在此基础上 ,分析了空间机器人抓取运动物体的策略 ,提出了基于轨迹规划的空间机器人路径规划方法 ,并以三自由度空间机器人为例 ,对空间机器人抓取运动目标... 针对空间机器人非完整性和冗余性 ,对笛卡尔空间下的轨迹规划问题进行了研究。在此基础上 ,分析了空间机器人抓取运动物体的策略 ,提出了基于轨迹规划的空间机器人路径规划方法 ,并以三自由度空间机器人为例 ,对空间机器人抓取运动目标体的问题进行了研究 ,该方法是开环控制方法 ,但由于在进行轨迹跟踪过程中 ,误差不累积 ,得到的实际曲线与理论曲线相近 。 展开更多
关键词 空间机器人 轨迹规划 路径规划 非完整控制 仿真 运动目标抓取活动
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