工业机器人轨迹规划与几何参数标定研究

发布时间：2024-03-17 01:37

　　随着现代工业、制造业领域智能化程度的不断提升,更加需要工业机器人以快速、高效和高精准度的特点满足产业升级的需求。然而工业机器人在安装、故障检测应用中存在运转速率低、末端工具定位精度差等问题。为了提高机器人的工作效率及末端定位精度,本文对机器人的空间轨迹规划及几何参数标定进行研究,本文主要从以下三个部分展开研究。⑴本文对PUMA-560机械臂构件参数进行建模,根据各关节的连杆参数建立连杆D-H坐标系。通过D-H坐标系建立机械臂运动学方程,详细推导了机器人运动学的正解和逆解。运用MATLAB软件对其运动学仿真分析,并求解方程的正、逆解变换矩阵和雅克比矩阵,验证了所建机器人连杆模型的正确性。⑵较为深入研究了三次B样条在关节空间下轨迹规划的插值函数,并采用改进遗传算法解决了关节空间下轨迹时间最优的问题。在关节空间分析多项式插值算法、改进B样条算法和遗传算法规划轨迹,运用MATLAB对轨迹进行关节空间规划仿真,对比仿真结果的各关节角度、角速度和角加速度曲线变化可以发现,改进三次B样条插值算法规划出的关节速度轨迹更加平滑,加速度曲线没有明显突变,能够准确有效的经过曲线指定节点。采用改进遗传算法规划...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 机械臂轨迹规划研究现状
    1.3 机器人几何参数标定以及定位精度研究现状
    1.4 论文的主要工作及各章节安排
第2章 机械臂运动学原理研究
    2.1 引言
    2.2 机械臂位姿描述及齐次变换
        2.2.1 机械臂空间位姿描述
        2.2.2 空间坐标的齐次变换
        2.2.3 空间机器人雅可比矩阵
    2.3 机器人建模方法
    2.4 工业机器人运动学分析
        2.4.1 正运动学分析
        2.4.2 逆运动学分析
    2.5 工业机器人运动学仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 工业机器人轨迹规划研究
    3.1 引言
    3.2 工业机器人关节空间轨迹规划
    3.3 五次多项式插值轨迹规划
        3.3.1 五次多项式插值算法
        3.3.2 五次多项式轨迹规划仿真
    3.4 三次B样条曲线算法轨迹规划
        3.4.1 改进B样条曲线基本性质
        3.4.2 改进B样条曲线轨迹规划仿真
    3.5 遗传算法的轨迹规划
        3.5.1 遗传算法的基本原理
        3.5.2 基于改进遗传算法的时间最优轨迹规划
        3.5.3 实验仿真与分析
    3.6 本章小结
第4章 基于遗传算法的机械臂参数标定
    4.1 引言
    4.2 视觉检测系统标定
    4.3 基于空间位置约束法的机器人末端位置测量
    4.4 遗传算法标定几何参数
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3930318