局部闭链码垛机器人运动学分析及轨迹规划 被引量：9

1

作者 余亮 张龙 王鹏 《机床与液压》 北大核心 2020年第11期31-37,共7页

采用D-H法得到局部闭链码垛机器人运动学正逆解,利用MATLAB绘制其可达工作空间。基于任务需求及生产现场布置方案,完成机器人弧线过渡路径规划。依据路径规划结果,以机器人在目标轨迹上运行周期时间最短为目标,选择正弦、多项式及修正梯... 采用D-H法得到局部闭链码垛机器人运动学正逆解,利用MATLAB绘制其可达工作空间。基于任务需求及生产现场布置方案,完成机器人弧线过渡路径规划。依据路径规划结果,以机器人在目标轨迹上运行周期时间最短为目标,选择正弦、多项式及修正梯形3种加速度运动规律进行优选。在此基础上,通过运动学逆解将操作空间轨迹规划映射到关节空间,得到机器人各关节在目标轨迹上的位移、速度和加速度时变关系。结果表明:在弧线过渡模式下,采用修正梯形运动规律能有效缩短运行周期。 展开更多

关键词 码垛机器人 运动学 轨迹规划 运动规律

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4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计 被引量：24

2

作者 张良安 马寅东 +1 位作者 单家正 解安东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期336-341,共6页

提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束... 提出一种4自由度含局部闭链式码垛机器人动力学优化设计方法。在建立其刚体动力学模型的基础上,提出在目标轨迹及确定运动规律下,以机器人大臂与小臂关节驱动力矩基于目标轨迹上的最大值最小作为动力学优化目标。在此基础上,构造有约束的多目标优化问题,并利用理想点法将该多目标优化问题转化成单目标优化问题加以解决。工程实例证明利用所提方法优化后得到的机器人尺度参数,能够使机器人在目标轨迹上的动力学性能明显改善,大臂与小臂关节驱动力矩峰值降幅分别为9.782%和8.207%,说明优化方法合理、有效。 展开更多

关键词 码垛机器人局部闭链轨迹规划 动力学优化设计

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基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划 被引量：9

3

作者 周律 陈善本 +1 位作者 林涛 陈文杰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期49-52,共4页

提出了一种基于视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划方法。通过使用CCD摄像机,不断地获取枪尖前方一小段焊缝的图像。由主控计算机进行图像处理,获取枪尖与焊缝间的偏差以及这小段焊缝的走向等信息。根据这些信息控制机器人沿焊缝前进,同... 提出了一种基于视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划方法。通过使用CCD摄像机,不断地获取枪尖前方一小段焊缝的图像。由主控计算机进行图像处理,获取枪尖与焊缝间的偏差以及这小段焊缝的走向等信息。根据这些信息控制机器人沿焊缝前进,同时定时记录用焊缝偏差值修正后机器人坐标值,生成焊缝在机器人基坐标系下的坐标。当机器人沿焊缝走完一遍后,主控计算机控制机器人回到焊缝起点,开始沿焊缝焊接。用此方法对低碳钢曲线焊缝和铝合金曲线焊缝进行试验,结果表明该方法具有很高的实用价值。 展开更多

关键词 图像处理 弧焊机器人 焊缝轨迹规划 局部视觉

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新型工业码垛机器人轨迹规划研究 被引量：11

4

作者 徐鹏飞 罗庆生 +1 位作者 韩宝玲 姚猛 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第5期70-73,77,共5页

为了使新型工业码垛机器人抓手的位置和速度变化曲线具有光滑、顺畅的特性,且相关轨迹的运动计算量小,本文基于该机器人"取-放"操作的特性,在考虑机器人抓手位置、速度和加速度约束的基础上,采用"4-3-4"法对机器人... 为了使新型工业码垛机器人抓手的位置和速度变化曲线具有光滑、顺畅的特性,且相关轨迹的运动计算量小,本文基于该机器人"取-放"操作的特性,在考虑机器人抓手位置、速度和加速度约束的基础上,采用"4-3-4"法对机器人单程运动进行了科学合理的轨迹规划。首先将整段轨迹分为三段,再采用不同低阶多项式对各轨迹段进行插补,且利用Matlab对计算数据生成了轨迹图像,为机器人控制系统的进一步研究打下一定的基础,以实现流畅、连续、稳定自动码放货物的要求。 展开更多

关键词 工业码垛机器人 轨迹规划 4-3-4法

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码垛机器人运动学分析及关节空间轨迹规划研究 被引量：19

5

作者 张程 张卓 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第2期19-21,25,共4页

以IRB-460工业机器人为研究对象,针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析,利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划,完成了重叠型码垛的作业流程。... 以IRB-460工业机器人为研究对象,针对其运动学建模及在笛卡尔空间和关节空间下的轨迹规划方法展开研究并进行对比。对机器人本体进行了机器人运动学分析,利用多项式轨迹插值算法进行了关键点间的轨迹规划,完成了重叠型码垛的作业流程。利用Robotics Toolbox完成了轨迹规划算法仿真,并进行了结果分析。仿真结果表明在关节空间下进行轨迹插补所得的路径点更为优化,所得的轨迹更为满足作业任务,具备合理性。 展开更多

关键词 码垛机器人 关节空间 轨迹规划 机器人运动学

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基于五次多项式的码垛机器人轨迹规划 被引量：28

6

作者 孙玥 魏欣 《包装工程》 CAS 北大核心 2017年第21期159-163,共5页

目的为了实现多轴码垛机器人速度和加速度变化曲线光滑、稳定,简化轨迹规划算法。方法介绍码垛机器人结构,并在码垛机器人结构基础上对码垛机器人运动进行分析,在关节空间下提出一种五次多项式插值的码垛机器人轨迹规划方法,利用五次函... 目的为了实现多轴码垛机器人速度和加速度变化曲线光滑、稳定,简化轨迹规划算法。方法介绍码垛机器人结构,并在码垛机器人结构基础上对码垛机器人运动进行分析,在关节空间下提出一种五次多项式插值的码垛机器人轨迹规划方法,利用五次函数对码垛机器人各个关节速度和加速度进行拟合插值。结果仿真结果表明,五次多项式轨迹规划方法拟合曲线更加光滑,同时保证速度和加速度无突变,保证了码垛机器人运动过程更加平稳。结论该轨迹规划方法能够保证码垛机器人按照预定的轨迹实现速度和加速度的平滑过渡,提升了码垛机器人运动精度。 展开更多

关键词 码垛机器人 速度和加速度 轨迹规划 五次多项式插值 仿真

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基于三次样条曲线的码垛机器人平滑轨迹规划方法 被引量：15

7

作者 张玲 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2018年第1期78-82,共5页

以混联式圆柱坐标码垛机器人为对象,研究了高速码垛机器人在关节空间内快速平稳的轨迹规划问题。首先应用三次样条曲线对机器人轨迹进行规划,其次以路径点的逼近程度与轨迹曲线的参数连续性为参考,建立了机器人平滑轨迹优化模型,得到了... 以混联式圆柱坐标码垛机器人为对象,研究了高速码垛机器人在关节空间内快速平稳的轨迹规划问题。首先应用三次样条曲线对机器人轨迹进行规划,其次以路径点的逼近程度与轨迹曲线的参数连续性为参考,建立了机器人平滑轨迹优化模型,得到了基于三次样条曲线的码垛机器人平滑轨迹。仿真结果表明,给定不同的曲线最大拟合误差,机器人的运动轨迹优化效果不同,验证了该轨迹规划方法能够兼顾码垛机器人的运动平稳性与轨迹平滑连续的控制要求,减小其在加、减速过程中产生的机械振动。 展开更多

关键词 轨迹规划 三次样条曲线 平滑性 码垛机器人

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化肥码垛机器人的轨迹规划及仿真试验 被引量：1

8

作者 郭瑞峰 彭战奎 +1 位作者 张文辉 彭光宇 《江苏农业科学》 2018年第19期249-252,260,共5页

目前化肥行业常见的码垛方式有3种,分别是人工码垛、传统机械码垛以及码垛机器人码垛。虽然化肥码垛机器人的价格比前面2种要贵,但它在后期的使用过程中更能节省企业的生产成本。以实验室自主设计的四自由度化肥码垛机器人为例,通过几... 目前化肥行业常见的码垛方式有3种,分别是人工码垛、传统机械码垛以及码垛机器人码垛。虽然化肥码垛机器人的价格比前面2种要贵,但它在后期的使用过程中更能节省企业的生产成本。以实验室自主设计的四自由度化肥码垛机器人为例,通过几何法与Modified-DH模型组合求解的方式,推导该机器人正运动学方程。在逆运动学求解时,通过Atan2函数及各关节运动范围,求出其可行解;针对逆解的多解问题,利用最短行程的原则进行优化,得到各关节角的最优解。为了保证机器人精确、流畅、连续、平稳地码放化肥包装袋,采用"5-3-5"法进行轨迹规划;通过ADAMS进行单周期仿真分析,验证了理论方法的正确性及机械手设计的合理性。最后完成化肥码垛机器人的试制,结果表明该码垛机器人可以满足设计要求。 展开更多

关键词 化肥码垛机器人 轨迹规划 ADAMS仿真 Modified-DH模型 运动学分析

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探讨医药化工码垛机器人的结构与轨迹规划 被引量：1

9

作者 谢斌 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期203-203,共1页

近些年来,随着经济和科技的进步,机器人研究也取得了巨大的进步,码垛机器人作为现代工业机器人的一个重要组成部分,其在物流自动化技术领域也得到了广泛的应用。当前,在现代医药化工生产过程中,其物流生产线已经实现了高度的自动化,并... 近些年来,随着经济和科技的进步,机器人研究也取得了巨大的进步,码垛机器人作为现代工业机器人的一个重要组成部分,其在物流自动化技术领域也得到了广泛的应用。当前,在现代医药化工生产过程中,其物流生产线已经实现了高度的自动化,并且逐渐向着智能化和高精度的方向发展。医药化工码垛机器人的应用使得很多原来需要人力才能解决的工作得以利用机器人完成,不仅有效提升了工作效率,而且还大幅降低了成本投入,码垛机器人作业精度高。 展开更多

关键词 码垛机器人 工业机器人 机器人研究 轨迹规划 物流自动化 医药化工 作业精度 工作效率

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基于时间最优的码垛机器人轨迹规划 被引量：19

10

作者 方健 宋宇 +3 位作者 朱茂飞 朱德泉 刘永博 焦俊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期93-99,共7页

运动轨迹规划是机器人应用领域的1个重要课题。对于四轴码垛机器人来说，它的运行时间是否最优，运动轨迹是否平滑，将直接影响到码垛的效率。针对码垛机器人的高效性要求，提出了一种基于时间最优的轨迹规划方案。通过机器人运动学逆... 运动轨迹规划是机器人应用领域的1个重要课题。对于四轴码垛机器人来说，它的运行时间是否最优，运动轨迹是否平滑，将直接影响到码垛的效率。针对码垛机器人的高效性要求，提出了一种基于时间最优的轨迹规划方案。通过机器人运动学逆解计算得到与任务空间轨迹对应的关节空间位置序列，采用三次样条插值方法，实现角位移，角速度和角加速度连续。在角速度、角加速度和角加加速度的约束下，将模式搜索法用于机器人时间最优轨迹规划。仿真和实验结果表明，提出的轨迹规划方案能够提供理想的轨迹。且能够提高码垛机器人的工作效率。 展开更多

关键词 码垛机器人 时间最优 轨迹规划 三次样条 模式搜索法

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食品包装行业的码垛机器人轨迹规划仿真 被引量：14

11

作者 赵相博 潘松峰 +1 位作者 吴贺荣 赵加龙 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2020年第4期61-65,共5页

在现代化食品加工厂中速冻食品需要被放进冷藏箱中储存,而冷藏箱需要储存在-20℃的仓库中。为完成仓库内食品冷藏箱的码垛任务,本文结合灵思创奇机器人仿真平台对冷藏箱码垛机器人的正逆运动学进行了理论分析,得到了机器人的正解和逆解... 在现代化食品加工厂中速冻食品需要被放进冷藏箱中储存,而冷藏箱需要储存在-20℃的仓库中。为完成仓库内食品冷藏箱的码垛任务,本文结合灵思创奇机器人仿真平台对冷藏箱码垛机器人的正逆运动学进行了理论分析,得到了机器人的正解和逆解。利用直线和五次多项式插值对搬运路径进行轨迹规划,并通过MATLAB对机器人轨迹规划模型以及码垛模型进行仿真操作,得到了五次多项式插值的角位置、速度、加速度曲线、码垛轨迹曲线以及控制气阀开关曲线,证明了理论方法的可行性。 展开更多

关键词 码垛机器人 MATLAB 正逆运动学 轨迹规划

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六自由度机器人的运动学分析及码垛轨迹规划 被引量：12

12

作者 孙阳 杨先海 +3 位作者 代瑞恒 陈晓虎 谭帅 薛鹏 《机床与液压》 北大核心 2021年第21期33-37,共5页

现如今生产过程中的码垛场景多为专用的四自由度码垛机器人,通用性和灵活性较差。为提高码垛过程中机器人的通用性和灵活性,实现六自由度串联机器人的码垛,根据改进D-H法,在UR5机器人各关节末端建立固连坐标系,推导出UR5的正运动学变换... 现如今生产过程中的码垛场景多为专用的四自由度码垛机器人,通用性和灵活性较差。为提高码垛过程中机器人的通用性和灵活性,实现六自由度串联机器人的码垛,根据改进D-H法,在UR5机器人各关节末端建立固连坐标系,推导出UR5的正运动学变换矩阵及逆运动学各关节表达式。使用梯形速度控制,确定了码垛过程中直线轨迹部分的运动规律,得到了码垛过程中圆弧轨迹部分的坐标转换关系及机器人末端运动过程。在空间中规划出码垛时机器人末端轨迹,并进行仿真。绘制了各关节运动曲线,表明机器人在码垛过程中轨迹平滑,运行平稳,对六自由度串联机器人的码垛研究具有参考意义。 展开更多

关键词 UR5机器人 码垛 改进D-H法 笛卡尔空间轨迹规划

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改进HS算法在码垛机器人轨迹规划中的应用 被引量：4

13

作者 崔迎超 汪志锋 +1 位作者 徐洁 任明 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第15期137-145,共9页

目的 解决码垛机器人在抓取目标物时需要满足最大速度约束条件、较短运行时间以及运行平稳性等问题。方法 以Func200id六轴工业机器人为研究对象,通过机器人的各关节尺寸关系计算其DH参数,并建立仿真模型。对改进的HS算法通过增加变异因... 目的 解决码垛机器人在抓取目标物时需要满足最大速度约束条件、较短运行时间以及运行平稳性等问题。方法 以Func200id六轴工业机器人为研究对象,通过机器人的各关节尺寸关系计算其DH参数,并建立仿真模型。对改进的HS算法通过增加变异因子VF来改变算法的搜索策略,使得算法中的每个个体不但有机会参与到迭代的过程之中,而且有概率向最优个体学习,加快算法的收敛速度。结果 通过对4种算法在6种不同测试函数下分别运行30次的对比实验可知,改进后的HS算法相较于其他3种算法的寻优能力更强,收敛速度更快。结论 改进后的HS算法能够明显缩短码垛机器人的工作时间,且运行连续平稳,在其他工业场景下也具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 码垛机器人 轨迹规划 HS算法 时间优化 3-5-3多项式插值

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码垛机器人轨迹规划算法研究 被引量：14

14

作者 陈学锋 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第5期925-929,共5页

为改善码垛机器人的运动性能,提高其工作效率,基于遗传算法设计了一种轨迹规划方法。介绍了码垛机器人的整体结构并进行运动分析。基于＂3-5-3＂分段法进行轨迹规划,起始阶段和终止阶段采用三次样条曲线拟合运动轨迹;中间阶段采用五次... 为改善码垛机器人的运动性能,提高其工作效率,基于遗传算法设计了一种轨迹规划方法。介绍了码垛机器人的整体结构并进行运动分析。基于＂3-5-3＂分段法进行轨迹规划,起始阶段和终止阶段采用三次样条曲线拟合运动轨迹;中间阶段采用五次样条曲线拟合运动轨迹。基于遗传算法对整个运动过程所需时间进行优化并给出了具体优化过程。最后,进行了仿真分析。仿真结果表明：轨迹规划方法能够确保机器人运动的平稳性;时间优化方法可以将运动时间缩短40%。所述方法不仅能够满足运动约束条件而且可以实现运动时间的最优化设计,提高了码垛机器人的整体性能。 展开更多

关键词 码垛机器人 轨迹规划 遗传算法 时间最优

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基于双S形速度曲线的混联码垛机器人轨迹规划 被引量：11

15

作者 张志松 《机电工程》 CAS 北大核心 2018年第3期330-334,共5页

针对搬运码垛机器人快速与平稳的运动控制问题,对码垛机器人在关节空间中运动轨迹规划方法进行了研究,提出了基于双S型速度曲线的码垛机器人轨迹曲线的规划方法。以混联式圆柱坐标构型的码垛机器人为研究对象,首先在机器人正、逆运动学... 针对搬运码垛机器人快速与平稳的运动控制问题,对码垛机器人在关节空间中运动轨迹规划方法进行了研究,提出了基于双S型速度曲线的码垛机器人轨迹曲线的规划方法。以混联式圆柱坐标构型的码垛机器人为研究对象,首先在机器人正、逆运动学分析的基础上,获取了机器人各个关节位置相对时间的序列值;其次,在关节空间中引入双S型速度曲线对机器人进行了各个关节的插值计算。仿真结果表明:该轨迹规划方法保证了机器人关节位移、速度、加速度、Jerk曲线的连续光滑,有效解决了码垛机器人在频繁地快速启动与停止过程中对机械结构产生的冲击和磨损问题。 展开更多

关键词 码垛机器人 轨迹规划 双S形速度曲线

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基于遗传算法的码垛机器人关节路径规划 被引量：16

16

作者 董航 杜广胜 +1 位作者 刘冬 丛明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第5期29-31,35,共4页

针对码垛机器人高速工作时末端易产生抖动现象的问题,文章提出了一种机器人轨迹规划的数学方法。文章分析了机器人轨迹对抖动现象的影响,应用最优化方法建立了机器人关节轨迹问题的数学模型,确定了机器人优化目标,使用遗传算法求解了该... 针对码垛机器人高速工作时末端易产生抖动现象的问题,文章提出了一种机器人轨迹规划的数学方法。文章分析了机器人轨迹对抖动现象的影响,应用最优化方法建立了机器人关节轨迹问题的数学模型,确定了机器人优化目标,使用遗传算法求解了该优化问题,运用Matlab进行了实验计算,求得了机器人各个关节的近似全局最优轨迹。文中提出的研究方法可以用于确定控制码垛机器人平稳运行的上层算法。 展开更多

关键词 码垛机器人 遗传算法 轨迹规划

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一种机器人最优加速度轨迹规划算法研究 被引量：7

17

作者 赵亮 仲崇权 郑飞翔 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期177-183,共7页

针对机器人调试过程中遇到的超限问题,提出了一种满足运动约束的加速度最优T型速度曲线控制方法,利用拉格朗日法分析了码垛机器人的动力学性能,论述了机器人轨迹规划算法的实现过程.该算法在保证运动平稳的基础上,充分发挥了驱动关节的... 针对机器人调试过程中遇到的超限问题,提出了一种满足运动约束的加速度最优T型速度曲线控制方法,利用拉格朗日法分析了码垛机器人的动力学性能,论述了机器人轨迹规划算法的实现过程.该算法在保证运动平稳的基础上,充分发挥了驱动关节的驱动性能.与传统速度曲线的对比表明,无论单轴还是轴组模式下,机器人的控制效果均得到了明显的提高. 展开更多

关键词 码垛机器人 动力学 轨迹规划 最优加速度

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一种新型包装码垛机器人路径规划方法 被引量：2

18

作者 魏欣 孙玥 《包装工程》 CAS 北大核心 2018年第15期173-177,共5页

目的为了提高码垛机器人的工作效率,减小能量损耗,优化机器人末端抓手的工作轨迹。方法建立机器人路径规划的数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行改进,将环境中局部的机器人路径信息引入蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高... 目的为了提高码垛机器人的工作效率,减小能量损耗,优化机器人末端抓手的工作轨迹。方法建立机器人路径规划的数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行改进,将环境中局部的机器人路径信息引入蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高蚁群算法的收敛速度,并防止算法早熟,避免算法陷入局部最优。结果仿真结果表明,改进后的蚁群算法收敛速度更快,能够在较短时间内规划出最佳路径。结论所提方法能够明显提高码垛机器人最佳路径搜索能力,对于提升机器人运行效率具有重要指导意义。 展开更多

关键词 码垛机器人 路径规划 蚁群算法 局部最优

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基于RBF神经网络的码垛机器人轨迹优化 被引量：7

19

作者 刘一均 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2019年第2期62-65,共4页

为了提高码垛机器人笛卡尔空间轨迹规划算法的收敛性和稳定性,提升机器人运行轨迹圆滑度。首先从运动学角度出发,建立了码垛机器人运动学模型。针对码垛机器人笛卡尔空间轨迹规划提出了一种基于RBF神经网络的码垛机器人轨迹优化算法。... 为了提高码垛机器人笛卡尔空间轨迹规划算法的收敛性和稳定性,提升机器人运行轨迹圆滑度。首先从运动学角度出发,建立了码垛机器人运动学模型。针对码垛机器人笛卡尔空间轨迹规划提出了一种基于RBF神经网络的码垛机器人轨迹优化算法。仿真结果表明,经过RBF神经网络轨迹优化使得在拟合的曲线更加接近实际的曲线,减小了逼近误差,提高了规划的准确性。该方法能够有效提升码垛机器人运动轨迹圆滑度,保证码垛机器人能够按照预定轨迹路径进行运动,有效实现了机器人笛卡尔空间轨迹规划。 展开更多

关键词 码垛机器人 轨迹规划 RBF神经网络 仿真

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遗传算法在自主移动机器人局部路径规划中的应用 被引量：12

20

作者 李智军 吕恬生 《机械设计》 CSCD 北大核心 2000年第7期26-29,共4页

针对自主移动机器人的导航 ,为便于路径的规划 ,使用了遗传算法的轨迹规划策略实现实时动态避障 ,移动机器人和障碍物的位置和方向可由视觉系统检测。着重于应用的编码技术和选择适应度函数来加速遗传算法的执行以便用于实时控制 ,所提... 针对自主移动机器人的导航 ,为便于路径的规划 ,使用了遗传算法的轨迹规划策略实现实时动态避障 ,移动机器人和障碍物的位置和方向可由视觉系统检测。着重于应用的编码技术和选择适应度函数来加速遗传算法的执行以便用于实时控制 ,所提出的算法的效率由实验验证。 展开更多

关键词 遗传算法 局部轨迹规划 自主移动机器人

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