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基于MATLAB的机器人运动仿真研究 被引量:108
1
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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关节型工业机器人轨迹规划研究综述 被引量:102
2
作者 李黎 尚俊云 +1 位作者 冯艳丽 淮亚文 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第5期36-50,共15页
关节型工业机器人凭借其良好的灵活性和高效率的工作模式被广泛地应用于现代工业自动化生产之中,例如搬运、码垛、焊接、切割等。轨迹规划是工业机器人运动控制的基础研究领域,决定着其作业效率和运动性能。工业机器人的轨迹规划是指综... 关节型工业机器人凭借其良好的灵活性和高效率的工作模式被广泛地应用于现代工业自动化生产之中,例如搬运、码垛、焊接、切割等。轨迹规划是工业机器人运动控制的基础研究领域,决定着其作业效率和运动性能。工业机器人的轨迹规划是指综合考虑作业需求和机器人性能,在笛卡尔空间或关节空间内得出指导机器人末端执行器运动的轨迹。阐述了工业机器人轨迹规划的概念及其分类,就各个领域的轨迹规划算法进行了全面综述,包括基本轨迹规划和最优轨迹规划,指出了各类轨迹规划算法中所存在的问题和未来的发展方向。 展开更多
关键词 工业机器人 关节型 轨迹规划 最优轨迹
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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
3
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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一种机器人轨迹规划的优化算法 被引量:57
4
作者 李东洁 邱江艳 尤波 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期123-127,共5页
为了使机器人运动轨迹平滑且工作时间最优,以SCARA机器人为研究对象,在考虑各关节速度、加速度和加速度变化约束的基础上,对机器人在关节空间中进行轨迹规划。采用遗传算法对关节空间中各关键点间的运行时间间隔进行规划。利用ADAMS/Vie... 为了使机器人运动轨迹平滑且工作时间最优,以SCARA机器人为研究对象,在考虑各关节速度、加速度和加速度变化约束的基础上,对机器人在关节空间中进行轨迹规划。采用遗传算法对关节空间中各关键点间的运行时间间隔进行规划。利用ADAMS/View搭建的机器人仿真模型,以遗传算法产生的最优时间间隔为机器人轨迹规划仿真的依据,在ADAMS中进行机器人运动学仿真。仿真结果表明,所设计的机器人轨迹规划方法既能保证工作时间最优,又可使机器人的轨迹平滑。 展开更多
关键词 机器人 轨迹规划 遗传算法 ADAMS
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工业机器人关节空间轨迹规划及优化研究综述 被引量:53
5
作者 郭勇 赖广 《机械传动》 北大核心 2020年第2期154-165,共12页
随着机器人技术的发展,工业机器人广泛应用于自动化生产之中,极大地提高了生产效率以及自动化程度。轨迹规划是完成作业任务的关键环节,而轨迹优化则进一步提高了任务完成质量,也顺应了工业发展的需要。对工业机器人关节空间的轨迹规划... 随着机器人技术的发展,工业机器人广泛应用于自动化生产之中,极大地提高了生产效率以及自动化程度。轨迹规划是完成作业任务的关键环节,而轨迹优化则进一步提高了任务完成质量,也顺应了工业发展的需要。对工业机器人关节空间的轨迹规划及优化研究进展进行了综述。首先,简述了关节空间轨迹规划算法,指出多项式插值是主要方式,B样条曲线因其优良特性是今后发展的必然趋势。然后,对不同目标下的轨迹优化进行了全面综述,指出优化目标的确定以及算法的改进等还存在的问题。最后,对今后的发展方向进行了展望,多目标优化求解方式以及约束的动态调整等将是今后的研究重点。 展开更多
关键词 工业机器人 关节空间 轨迹规划 轨迹优化
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工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的理论与实验研究(英文) 被引量:43
6
作者 谭冠政 王越超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期185-192,共8页
提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项... 提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项式加余弦函数的形式 ,不仅可以保证各关节运动的位移、速度、加速度连续而且还可以保证各关节运动的二阶加速度连续 .采用这种方法 ,既可以提高机器人的工作效率又可以延长机器人的工作寿命 .以PUMA 5 6 0机器人为对象进行了计算机仿真和机器人实验 ,结果表明这种方法是正确和有效的 .它为工业机器人在非线性运动学约束条件下的时间最优轨迹规划及控制问题提供了一种较好的解决方案 . 展开更多
关键词 工业机器人 时间最优轨迹规划 轨迹控制 余弦函数 最优化算法 计算机仿真
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三自由度Delta并联机械手轨迹规划方法 被引量:48
7
作者 梅江平 臧家炜 +2 位作者 乔正宇 刘松涛 宋涛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期9-17,共9页
以三自由度Delta并联机械手为研究对象,针对其高速搬运作业下的操作空间和关节空间的轨迹规划策略进行研究。结合实际作业需求,对机械手末端运动轨迹的关键路径点进行设置,建立点到点的搬运作业轨迹。以机械手运动学逆解模型为基础,在... 以三自由度Delta并联机械手为研究对象,针对其高速搬运作业下的操作空间和关节空间的轨迹规划策略进行研究。结合实际作业需求,对机械手末端运动轨迹的关键路径点进行设置,建立点到点的搬运作业轨迹。以机械手运动学逆解模型为基础,在操作空间利用3-4-5次多项式运动规律建立操作空间运动特征到关节空间运动特征的映射关系。以机械手运动学正解模型为基础,在关节空间利用五次非均匀有理B样条(NURBS)运动规律建立关节空间运动特征到操作空间运动特征的映射关系。在运动轨迹关键点位置及运动时间相同的条件下,对两种轨迹规划方法进行计算机仿真,对比分析机械手关节角度、角速度和角加速度等运动特征,并通过物理样机试验进行验证。结果表明关节空间内基于五次非均匀有理B样条运动规律的轨迹规划方法在减小运动过程中机械手振动和降低电动机功耗等方面优势明显。 展开更多
关键词 并联机器人 轨迹规划 非均匀有理B样条 振动
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三次样条插值在机器人轨迹规划应用中的改进研究 被引量:41
8
作者 张小江 高秀华 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第9期170-171,共2页
讨论了三次样条插值在机器人轨迹规划中的应用,对三次样条插值进行改进,克服了机器人启动和终止加速度突变问题,消除了机器人启动和终止时的振动,保证了机器人整个作业过程的稳定性。实验证实了此改进算法的可行性。
关键词 机器人 三次样条 轨迹规划
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机械手空间圆弧运动的一种有效轨迹规划方法 被引量:16
9
作者 吴镇炜 谈大龙 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期8-11,45,共5页
本文提出了机器人末端过空间三点作空间圆弧运动的一种有效轨迹规划方法,并成功地应用于我们开发的电子装配机器人中.
关键词 机器人 圆弧运动 轨迹规划 机械手
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机器人关节空间的轨迹规划研究 被引量:20
10
作者 王仲民 崔世钢 岳宏 《机床与液压》 北大核心 2005年第2期63-64,84,共3页
讨论了一种四自由度工业机器人的关节空间的轨迹规划问题。利用三次样条函数对关节变量进行插值, 使规划的轨迹函数连续且平滑, 保证了机器人在整个作业过程中的运动平稳。实验表明, 该轨迹规划方法是准确可行的。
关键词 机器人 轨迹规划 样条函数
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航空发动机叶片机器人精密砂带磨削研究现状及发展趋势 被引量:39
11
作者 黄云 肖贵坚 邹莱 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期48-67,共20页
航空发动机叶片的型面精度及表面完整性对其疲劳寿命和气流动力性等影响巨大。机器人砂带磨削由于其灵活性好、易于调度、通用性强等特点成为提高叶片表面完整性的有效加工方法之一,但是工业机器人一般仅适用于粗加工,而对于半精加工以... 航空发动机叶片的型面精度及表面完整性对其疲劳寿命和气流动力性等影响巨大。机器人砂带磨削由于其灵活性好、易于调度、通用性强等特点成为提高叶片表面完整性的有效加工方法之一,但是工业机器人一般仅适用于粗加工,而对于半精加工以及精加工,提高机器人的定位精度是决定加工质量的关键问题。因此,对航空发动机叶片机器人砂带磨削研究现状进行归纳总结,为实现叶片精密磨削提供参考。首先,对叶片机器人砂带磨削系统的组成和结构形式进行了论述,从磨削接触廓形、材料去除规律和表面完整性等方面对砂带磨削机理进行了分析;其次,分别从基于CAD模型、数学模型和人工知识学习三方面总结了叶片机器人砂带磨削轨迹规划方法;然后,对叶片机器人砂带磨削运动控制技术研究进行了介绍,并分析了叶片机器人砂带磨削系统及集成技术;最后,对航空发动机叶片机器人砂带磨削研究现状进行了总结,在此基础上对其发展趋势进行了分析。 展开更多
关键词 航空发动机叶片 机器人砂带磨削 表面完整性 磨削机理 轨迹规划
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一种球形机器人运动轨迹规划与控制 被引量:24
12
作者 肖爱平 孙汉旭 +2 位作者 谭月胜 马国伟 赵勇 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期444-447,460,共5页
阐述一种非完整欠驱动系统的控制设计和运动规划策略 ,研制出一种全新的全方位行走机器人 ,由于其具有特殊的灵活性 ,可应用于各种不同的场合 .
关键词 球形机器人 非完整系统 轨迹规划
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基于ROS的全向移动机器人控制系统的设计与实现 被引量:39
13
作者 张鹏 高放 双丰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第7期89-92,96,共5页
文章基于开源机器人操作系统(ROS)设计了一套低成本、高性能的移动机器人控制系统方案。该方案基于分层控制的理念将移动机器人的控制系统分为应用层、决策与规划层和运动控制执行层,各层次功能明确,层次间低耦合,易于移植和维护。应用... 文章基于开源机器人操作系统(ROS)设计了一套低成本、高性能的移动机器人控制系统方案。该方案基于分层控制的理念将移动机器人的控制系统分为应用层、决策与规划层和运动控制执行层,各层次功能明确,层次间低耦合,易于移植和维护。应用层融合了物联网技术解决了移动机器人平台与用户端的通信问题;决策与规划层基于ROS实现机器人的即时定位与地图构建,并根据机器人状态以及用户命令实现机器人室内导航功能;运动控制执行层基于Free RTOS实时操作系统实现对机器人运动状态的实时控制,并采用了三轮全向移动的控制方式,运动方式更加灵活。 展开更多
关键词 移动机器人 物联网 即时定位与地图构建 路径规划
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速度约束下PSO的六自由度机械臂时间最优轨迹规划 被引量:39
14
作者 李小为 胡立坤 王琥 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期393-398,共6页
以六自由度机械臂的运动学正逆解为前提条件,在关节空间中根据插值点设计机器人的运动轨迹,为使机械臂在不同的速度约束下以最短时间运行,提出了粒子群优化速度约束下的时间最优3-5-3多项式插值轨迹规划方法。粒子群算法结构简单、实现... 以六自由度机械臂的运动学正逆解为前提条件,在关节空间中根据插值点设计机器人的运动轨迹,为使机械臂在不同的速度约束下以最短时间运行,提出了粒子群优化速度约束下的时间最优3-5-3多项式插值轨迹规划方法。粒子群算法结构简单、实现容易,参数易调整,直接选择以多项式插值时间为变量的搜索空间中进行PSO优化,并且对不符合速度约束条件的插值时间进行筛选。通过离化得到六自由度机械臂限速运行下的最短时间,在机器人控制平台上进行实时实验,得到关节运动位置、速度、加速度曲线,证明了该方法能够准确地实现任意速度约束的时间最优轨迹规划。 展开更多
关键词 机器人 六自由度机械臂 粒子群优化 轨迹规划 多项式插值 速度约束 时间最优
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柔性空间机器人振动抑制轨迹规划算法 被引量:25
15
作者 吴立成 孙富春 +1 位作者 孙增圻 吴昊 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期250-254,共5页
本文首次提出了一个描述柔性空间机器人振动的可直接计算的激振力指标 ,进而提出了柔性空间机器人抑振轨迹规划算法 .该算法采用均匀非周期四阶 B样条描述机器人的运动轨迹 ,B样条的控制点作为优化参数 ,使用改进的微粒群优化算法 ,以... 本文首次提出了一个描述柔性空间机器人振动的可直接计算的激振力指标 ,进而提出了柔性空间机器人抑振轨迹规划算法 .该算法采用均匀非周期四阶 B样条描述机器人的运动轨迹 ,B样条的控制点作为优化参数 ,使用改进的微粒群优化算法 ,以激振力为性能指标对轨迹进行优化求解 .该方法根据激振力指标而不是待定轨迹的控制结果来判定轨迹的抑振性能 ,极大地简化了规划过程 .对柔性双臂空间该机器人的抑振轨迹规划仿真 ,表明优化轨迹取得了良好的振动抑制效果 。 展开更多
关键词 柔性空间机器人 振动抑制 轨迹规划算法 运动轨迹 B样条 动力学方程
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焊接机器人运动学分析及轨迹规划研究 被引量:31
16
作者 刘鹏 宋涛 +1 位作者 贠超 高志慧 《机电工程》 CAS 2013年第4期390-394,共5页
针对梁构、石化容器等大型焊件普遍存在的焊接难的问题,研制了一种新型7自由度大型焊接机器人。首先,分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标系理论建立了机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解,得到了其运动学正反解;其次,在关节空间... 针对梁构、石化容器等大型焊件普遍存在的焊接难的问题,研制了一种新型7自由度大型焊接机器人。首先,分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标系理论建立了机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解,得到了其运动学正反解;其次,在关节空间内,采用过路径点的三次多项式插值方法,结合机器人操作空间运动参数对关节轨迹插值计算,实现了对机器人关节空间的轨迹规划;最后,在Matlab7.8平台上,利用机器人工具箱建立了该机器人模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真分析。仿真及研究结果表明:该机器人各连杆参数的设计是合理的,在关节空间内利用三次多项式进行轨迹规划具有可行性;同时,这也为机器人动力学的研究打下了基础。目前该技术已应用于机器人的点焊及角焊的现场作业中。 展开更多
关键词 焊接机器人 运动学 轨迹规划 D—H坐标理论 MATLAB
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六自由度机器人运动学仿真及轨迹规划 被引量:30
17
作者 乐英 岳艳波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2016年第4期89-92,共4页
为减小机器人运动过程中的振动和冲击,延长机器人使用寿命,提高轨迹规划的精度,以六自由度工业机器人为研究对象,针对采用五次多项式样条规划的轨迹因加加速度有突变而导致的轨迹精度不高的问题,采用五次和七次非均匀B样条对机器人轨迹... 为减小机器人运动过程中的振动和冲击,延长机器人使用寿命,提高轨迹规划的精度,以六自由度工业机器人为研究对象,针对采用五次多项式样条规划的轨迹因加加速度有突变而导致的轨迹精度不高的问题,采用五次和七次非均匀B样条对机器人轨迹进行规划。机器人的运动学建模和轨迹规划的仿真通过MATLAB平台实现。仿真结果表明,采用五次和七次非均匀B样条规划的运动轨迹速度、加速度光滑,加加速度连续没有突变,机器人轨迹精度较好,运动性能优于五次多项式样条。 展开更多
关键词 工业机器人 非均匀B样条 轨迹规划 MATLAB
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基于遗传算法的多机器人系统最优轨迹规划 被引量:27
18
作者 甘亚辉 戴先中 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1245-1252,共8页
针对关节型多机器人系统在静态环境下的点到点的轨迹规划问题,提出了一种基于遗传算法的最优轨迹规划策略.采用遗传算法在综合考虑各机器人沿轨迹运动的安全性、运动代价以及运动学约束的基础上为单个机器人规划最优的运动轨迹,并通过... 针对关节型多机器人系统在静态环境下的点到点的轨迹规划问题,提出了一种基于遗传算法的最优轨迹规划策略.采用遗传算法在综合考虑各机器人沿轨迹运动的安全性、运动代价以及运动学约束的基础上为单个机器人规划最优的运动轨迹,并通过协调各机器人沿预定轨迹运行的时间避免机器人之间碰撞的发生.针对含有3个二自由度平面关节型机器人的多机器人系统进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 多机器人系统 轨迹规划 遗传算法 最优轨迹
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基于B样条路径的机器人时间最优轨迹规划 被引量:16
19
作者 钱东海 谭伟 赵锡芳 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期29-33,共5页
现代制造业要求机器人不仅能够实现常规的PTP运动和简单的CP运动,而且还能够沿着任意特定路径进行高速运动.为此,对沿着特定路径运动的机器人的时间最优轨迹规划问题作深入研究,成功地运用了三次B样条对由一系列离散路径点组... 现代制造业要求机器人不仅能够实现常规的PTP运动和简单的CP运动,而且还能够沿着任意特定路径进行高速运动.为此,对沿着特定路径运动的机器人的时间最优轨迹规划问题作深入研究,成功地运用了三次B样条对由一系列离散路径点组成的机器人特定路径进行了逼近,并利用动态规划方法,沿着逼近所得的机器人路径,对机器人进行了时间最优轨迹规划,从而保证机器人在不偏离原有路径的基础上,实现时间最优运动.通过计算机仿真实验,证明算法可行,效率较高. 展开更多
关键词 机器人 轨迹规划 时间最优 动态规划 B样条
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基于混合遗传算法的工业机器人最优轨迹规划 被引量:27
20
作者 余阳 林明 林永才 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第4期1574-1580,共7页
为兼顾工业机器人工作效率与轨迹的平稳性,提出一种基于混合遗传算法的二次轨迹规划方案。通过最优时间轨迹规划得到最小执行时间,在最小执行时间内进行最优冲击轨迹规划,进而规划出一条既高效又平滑的运动轨迹。采用五次均匀B样条在关... 为兼顾工业机器人工作效率与轨迹的平稳性,提出一种基于混合遗传算法的二次轨迹规划方案。通过最优时间轨迹规划得到最小执行时间,在最小执行时间内进行最优冲击轨迹规划,进而规划出一条既高效又平滑的运动轨迹。采用五次均匀B样条在关节空间进行快速插值,不仅保证了各关节速度和加速度连续性还保证了各关节冲击的连续性。连续平滑的冲击可以减少机械振动,延长机器人的工作寿命。选用PUMA560为对象进行仿真与实验,结果表明,该方案可以获得比较理想的机器人运动轨迹,所提出的混合遗传算法能有效提高全局寻优的性能和算法运行的稳定性。 展开更多
关键词 工业机器人 轨迹规划 混合遗传算法 B样条 冲击
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