六自由度機(jī)械臂軌跡規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛。在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究中，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)占有很重要的地位，它是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析、軌跡規(guī)劃等的基礎(chǔ)。
　　本文在論述了國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的概況，并就軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀做了相關(guān)介紹，以六自由度機(jī)械臂為研究對象，建立了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，研究了軌跡規(guī)劃算法并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)介紹了課題的研究意義以及研究背景，中國以及其他一些全球的機(jī)器

2、人大國的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展過程和發(fā)展現(xiàn)狀，機(jī)械臂軌跡規(guī)劃問題的研究歷程和研究現(xiàn)狀。
　　(2)對機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，通過D-H參數(shù)法建模，介紹了機(jī)械臂各連桿參數(shù)，各連桿坐標(biāo)系的建立，以及坐標(biāo)系之間的平移變換。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了詳細(xì)的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，為之后的軌跡規(guī)劃研究和仿真打下了基礎(chǔ)。
　　(3)研究了關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃、笛卡爾空間軌跡規(guī)劃以及基于組合加速度曲線的機(jī)械臂軌跡規(guī)劃方法。在基本的直線與圓弧插補(bǔ)的基礎(chǔ)上對組合

3、軌跡曲線的過渡軌跡規(guī)劃做了進(jìn)一步的研究，引入分析了blends過渡曲線，并通過仿真證明了blends過渡曲線的有效性。
　　(4)將NURBS插補(bǔ)算法應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃中，用少量的數(shù)據(jù)精確表達(dá)了復(fù)雜的自由曲線。為減少計(jì)算量對NURBS曲線進(jìn)行幾何預(yù)處理，同時(shí)為了保證插補(bǔ)的精度，在NURBS算法的基礎(chǔ)上增加了弓高誤差來約束插補(bǔ)步長。最后將改進(jìn)的算法通過MATLAB仿真用于機(jī)械臂自由曲線軌跡規(guī)劃，滿足了較高的進(jìn)度要求，同時(shí)速度