五自由度串聯(lián)型機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，從事點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)；在電子工業(yè)、核工業(yè)、深海、外太空，機(jī)器人正發(fā)揮著巨大的不可替代的作用。尤其在汽車(chē)制造行業(yè)顯得更為普遍。怎樣才能使所設(shè)計(jì)的機(jī)械手節(jié)省能源、運(yùn)動(dòng)精確、提高效率，成為科研人員研究的重點(diǎn)。本論文以日本T3通用型機(jī)械手作為實(shí)體模型，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度研究了五自度串聯(lián)型機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡。本文結(jié)合空間曲線的積分和曲率數(shù)學(xué)知識(shí)，建立了本文機(jī)械手的優(yōu)化模型并對(duì)該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了優(yōu)化，

2、使其滿足運(yùn)動(dòng)軌跡最短，運(yùn)動(dòng)平滑的優(yōu)化目標(biāo)。 本論文通過(guò)借鑒日本T3通用型機(jī)械手的幾何結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理，利用Pro/E三維建模軟件建立了五自由度串聯(lián)型機(jī)械手的實(shí)體模型。同時(shí)，對(duì)所建立的機(jī)械手實(shí)體模型采用D—H法建立了該機(jī)械手的桿件坐標(biāo)系，從而確定了機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參量和關(guān)節(jié)變量。應(yīng)用機(jī)械手的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程獲得了各桿件的齊次變換矩陣和機(jī)械手在關(guān)鍵點(diǎn)處的關(guān)節(jié)變量值。通過(guò)采用3次多項(xiàng)式對(duì)該機(jī)械手的關(guān)節(jié)軌跡進(jìn)行了規(guī)劃，得到了優(yōu)化函數(shù)的設(shè)計(jì)變量一

3、關(guān)節(jié)軌跡系數(shù)。通過(guò)求解獲得了末端執(zhí)行器的空間位姿函數(shù)，利用空間曲線積分理論建立了機(jī)械手的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，然后利用MATLAB軟件中的優(yōu)化功能函數(shù)，進(jìn)行了優(yōu)化求解，并獲得了收斂性結(jié)果。最后應(yīng)用Pro/Mechanism模塊對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了仿真，從而得到了機(jī)械手末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡和各關(guān)節(jié)的位移、速度、加速度，為機(jī)械手的性能分析提供了大量數(shù)據(jù)資料。 本論文通過(guò)對(duì)五自由度串聯(lián)型機(jī)械手的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手運(yùn)運(yùn)平穩(wěn)，空間運(yùn)動(dòng)軌