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          為提高工作效率 機器人如何進行運動規(guī)劃

          2021-05-21 08:56:10來源:OFweek機器人網(wǎng) 關(guān)鍵詞:工業(yè)機器人機器臂閱讀量:24306

          導讀:為了提高工作效率,且使機器人能用盡可能短的時間完成特定的任務,必須有合理的運動規(guī)劃。離線運動規(guī)劃分為路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃。
            為了提高工作效率,且使機器人能用盡可能短的時間完成特定的任務,必須有合理的運動規(guī)劃。離線運動規(guī)劃分為路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃。
           
            路徑規(guī)劃的目標是使路徑與障礙物的距離盡量遠同時路徑的長度盡量短;軌跡規(guī)劃的目的主要是機器人關(guān)節(jié)空間移動中使得機器人的運行時間盡可能短,或者能量盡可能小。軌跡規(guī)劃在路徑規(guī)劃的基礎上加入時間序列信息,對機器人執(zhí)行任務時的速度與加速度進行規(guī)劃,以滿足光滑性和速度可控性等要求。
           
            示教再現(xiàn)是實現(xiàn)路徑規(guī)劃的方法之一,通過操作空間進行示教并記錄示教結(jié)果,在工作過程中加以復現(xiàn),現(xiàn)場示教直接與機器人需要完成的動作對應,路徑直觀且明確。缺點是需要經(jīng)驗豐富的操作工人,并消耗大量的時間,路徑不一定最優(yōu)化。為解決上述問題,可以建立機器人虛擬模型,通過虛擬的可視化操作完成對作業(yè)任務的路徑規(guī)劃。
           
            路徑規(guī)劃可在關(guān)節(jié)空間中進行??梢砸晕宕蜝樣條為關(guān)節(jié)軌跡的插值函數(shù),并將加加速度的平方相對于運動時間的積分作為目標函數(shù)進行優(yōu)化,以確保各個關(guān)節(jié)運動足夠光滑?;蛘咄ㄟ^采用五次B樣條對機器人的關(guān)節(jié)軌跡進行插補計算,機器人各個關(guān)節(jié)的速度、加速度端點值,可根據(jù)平滑性要求進行任意配置。另外,在關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃可避免操作空間的奇異性問題。也有團隊設計了一種關(guān)節(jié)空間中避免奇異性的關(guān)節(jié)軌跡優(yōu)化算法,利用6自由度弧焊機器人在任務過程中某個關(guān)節(jié)功能上的冗余,將機器人奇異性和關(guān)節(jié)限制作為約束條件,采用TWA方法進行優(yōu)化計算。
           
            關(guān)節(jié)空間路徑規(guī)劃與操作空間路徑規(guī)劃對比,具有以下優(yōu)點:
           
            1.避免了機器人在操作空間中的奇異性問題;
           
            2.由于機器人的運動是通過控制關(guān)節(jié)電機的運動,因此在關(guān)節(jié)空間中,避免了大量的正運動學和逆運動學計算;
           
            3.關(guān)節(jié)空間中各個關(guān)節(jié)軌跡便于控制的優(yōu)化。
           
            (原標題:機器人如何進行運動規(guī)劃)
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