六自由度機械臂的避障路徑及軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、機械臂的路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃結(jié)合了人工智能和機器學(xué)，一直是機器人學(xué)研究中備受關(guān)注的問題。避障路徑規(guī)劃是指在復(fù)雜的工作環(huán)境中，通過某種策略規(guī)劃出一條無碰撞路徑，使機械臂順利地避開障礙物到達期望的位置。軌跡規(guī)劃涉及到每個關(guān)節(jié)運行時的速度、加速度等特性。避障路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃對機械臂順利執(zhí)行工作任務(wù)具有重要的意義。
　　本文以ABB的IRB120六軸機器人為研究對象，進行了避障路徑規(guī)劃算法和時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃的研究。主要工作和研究成果如下：

2、
　　(1)分別利用D-H參數(shù)法和旋量法建立IRB120機器人的運動學(xué)模型，進行正逆運動學(xué)的分析，通過幾組實例計算驗證兩種方法建立的模型的一致性。
　　(2)根據(jù)建立的運動學(xué)模型，對工作空間進行了分析，并對邊界點進行提取。
　　(3)在避障路徑規(guī)劃方面，基于建立的碰撞檢測模型，分別研究了人工勢場法與和聲搜索算法，并提出相應(yīng)的改進方法。針對人工勢場法容易陷入局部極小值的缺陷，提出了變步長搜索的思想，先采用大步長搜索后設(shè)置

3、一個中間點，將搜索路徑分成兩部分后再用小步長的人工勢場法進行分段搜索。在和聲搜索算法方面，通過對搜索機制方面的改進，使得算法能夠更快地收斂，并應(yīng)用于避障路徑規(guī)劃中?；贛ATLAB和Adams，對提出的改進算法進行了仿真驗證。
　　(4)在時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃方面，根據(jù)IRB120機器人在單障礙物下的避障路徑，在滿足速度約束的條件下，在關(guān)節(jié)空間中采用基于粒子群算法的多項式插值對運動軌跡進行了時間最優(yōu)化。最后通過MATLAB仿真驗證了該