| 题名 | 6R工业机器人连续路径平滑轨迹规划及时间最优化研究 |
| 作者 | 赵莉 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 靳岚 |
| 关键词 | 6R工业机器人 连续轨迹规划 动力学验证 时间优化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 作为“中国制造2025”战略制定的十大重点领域之一,工业机器人已在各行各业得到广泛应用,特别是在焊接件磨平、铸造件去毛边、冲压件去毛刺等精密制造加工行业中,工业机器人往往要沿着预先给定的连续路径运动,这就要求工业机器人不仅能够稳定运行,而且还要求其具有尽量短的运行时间,以满足制造业生产高质量,高效率的目的。因此,在连续路径轨迹规划中,恰当的轨迹规划及时间优化对工业机器人高效、精确、可靠运行至关重要。本文以HY1006A-144 6R串联工业机器人为研究对象,针对工业机器人在连续路径轨迹的稳定性及轨迹规划精度问题,在运动学基础上利用三次Bézier三角插值函数方法对6R工业机器人预设连续轨迹进行规划,同时提出通过动力学验证该方法在轨迹规划上的合理性。并在此基础上,本文以运动参数与力矩同时作为约束,对该机器人运行时间进行了优化,为连续轨迹的机器人轨迹规划及优化提供了一定的参考价值。本文的主要研究内容如下:(1)本文根据6R机器人的结构参数选用改进的D-H法建立其运动学方程,并利用正运动学和逆运动学对该机器人进行运动分析,通过解析法求出了机器人的逆解;(2)鉴于在笛卡尔空间的轨迹规划容易发生奇异性的缺点,本文选择在关节空间中对6R工业机器人进行了轨迹规划。首先,针对低阶多项式加速度突变及高阶多项式运算困难等问题分别采用五次多项式进行轨迹规划和三次B样条插值曲线进行轨迹规划,在通过分析以上两种轨迹规划方法的优缺点后,选择采用三次Bézier三角插值函数对机器人进行轨迹规划;其次,分别以空间直线和空间圆弧为规定路径进行轨迹仿真,结果表明无论是从轨迹的平稳性还是轨迹运动精度来看,采用三次Bézier三角插值函数进行轨迹规划最为理想;(3)为进一步验证该三次Bézier三角插值函数方法是一种可靠稳定的轨迹规划方法,本论文采用拉格朗日法建立HY1006A-144工业机器人的动力学方程。并在ADAMS中进行动力学仿真分析,结果表明机器人各个关节转矩曲线都比较平滑没有发生突变,且都在规定扭矩范围之内,验证了该轨迹规划方法的合理性;(4)为达到其工作效率高的要求,本论文以时间最优为目的,以运动参数与力矩同时作为约束,在三次Bézier三角插值函数轨迹规划的直线路径基础上,采用遗传算法进行时间优化,最终使得轨迹规划的时间由最初的15秒减少为9.99秒,优化率达到了33.4%。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 86 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93528]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵莉. 6R工业机器人连续路径平滑轨迹规划及时间最优化研究[D]. 2018. |
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