2015-09-11
4.4離線與實時在線軌跡規劃 根據不同的應用場合,軌跡規劃又分為離線軌跡規劃與實時在線軌跡規劃,離線軌跡規劃是基于環境先驗完全信息的軌跡規劃,完整的先驗信息只能適用于靜態環境,機器人的離線軌跡規劃有其潛在的優點,例如,在編程過程中,離線的軌跡規劃不需要占用生產設備,因此,保證了自動化工廠大部分時間處于生產狀態;減小了對…[了解更多]
2015-09-11
4.3基于Linux的機器人操作系統ROS 機器人操作系統ROS(RobotOperationSystem)是專為機器人軟件開發所設計的一套電腦操作系統架構,它是開源的元級操作系統(后操作系統),提供類似操作系統的服務,包括硬件抽象描述、底層驅動程序管理、共用功能的執行、程序間消息傳遞、程序發行包管理,它也提供一些工具…[了解更多]
2015-09-11
4Delta機器人運動控制系統 4.1引言 為了保證Delta兩自由度高速并聯工業機器人高速、高精度的平穩運行,必須選擇合理的運動控制系統,本章節將會介紹Delta機器人使用的開源機器人操作系統ROS下的硬件和軟件,包括視覺伺服、Galil運動控制卡、Copley驅動器、直驅力矩電機和基于Linux系統的機器人操作系統…[了解更多]
2015-09-11
3.7本章小結 本章使用三種方法對Delta兩自由度高速并聯工業機器人進行了合理的軌跡規劃,分別是關節空間軌跡規劃及其動力學優化、工作空間軌跡規劃及其動力學優化、關節空間和工作空間的混合軌跡規劃及其動力學優化。 在關節空間的軌跡規劃及其動力學優化中,旨在驅動電機不變的情況下,增加機器人的速度和載荷,利用先進的Pytho…[了解更多]
2015-09-11
3.6關節空間和工作空間的混合軌跡規劃 為了更好地對關節空間軌跡規劃和工作空間軌跡規劃擬合曲線進行分析,對兩種軌跡規劃方法得到的Delta機器人工作空間整體擬合曲線進行對比如圖3-19所示,紅色實線和綠色虛線分別表示工作空間和關節空間軌跡規劃得到的工作空間擬合曲線,圖(a)為工作空間內的整體位移曲線圖,圖(b)為末端…[了解更多]
2015-09-11
3.5 Delta機器人工作空間軌跡規劃 上述Delta機器人的關節空間軌跡規劃及其動力學軌跡優化模型是對關節空間驅動電機的軌跡規劃及其動力學優化模型,動力學優化后,減小了所需驅動電機力矩和功率的峰值。由圖3-12可知,關節空間軌跡規劃擬合曲線經過運動學正解轉換得到的工作空間擬合曲線,在末端執行器豎直方向運行階段,x…[了解更多]
2015-09-11
3.4Delta機器人關節空間軌跡規劃法 研究發現,在機器人的軌跡規劃中加入動力學模型進行軌跡優化,得到的運動控制擬合曲線能夠極大地提高機器人的運行速度和穩定性。由于運動學與動力學模型相結合的軌跡規劃是基于理想系統模型的分析,所以不會增加系統的硬件成本,它是快速、高效提高系統性能的一個有效手段,在Delta機器人的軌…[了解更多]
2015-09-11
3.2Delta機器人軌跡規劃特點 隨著社會的發展,自動化技術在數控機床和機器人領域都有了廣泛的應用。數控機床和機器人運行過程中都需要進行合理的軌跡規劃,由于兩種自動化設備的用途不同,數控機床和機器人的軌跡規劃擁有各自不同的側重點。例如,在數控機床的軌跡規劃過程中,主要考慮整段軌跡規劃的精準性;在應用廣泛的抓取機器人的…[了解更多]
2015-09-11
3軌跡規劃及其動力學優化 3.1引言 軌跡規劃是機器人運動控制的基礎,軌跡規劃的結果直接影響機器人工作過程中控制系統的穩定性及其可靠性。合理的軌跡規劃能夠使機器人順利完成空間復雜的軌跡曲線,并準確、快速、平穩的到達指定位置,因此,機器人的軌跡規劃算法研宄具有重要的理論意義和工程價值。 按軌跡規劃的空間分類,軌跡規劃方法…[了解更多]
2015-09-11
2.6奇異位形分析 奇異使得機構在整個運行過程中的一些特殊位形處,出現一些特殊的現象,例如,機構處于死點不能繼續運動、失去穩定性、自由度發生變化;特殊位形下還會出現受力情況變壞,甚至會對機構造成破壞。但奇異也有好的一面,例如,家喻戶曉的腳踏式縫紉機,為了順利通過踏板四連桿機構的死點位置,在縫紉機啟動前需要用手轉動縫紉機…[了解更多]
2015-09-11
2.5工作空間分析 機器人的工作空間分為可達工作空間、靈巧工作空間、全局工作空間??蛇_工作空間是機器人末端執行器可達位置點的集合;靈巧工作空間是在滿足給定位姿范圍時機器人末端執行器可達點的集合;全局工作空間是給定所有位姿時機器人末端執行器可達點的集合。 在工作過程中,Delta機器人掃過一定的空間范圍,為了簡化Delt…[了解更多]
2015-09-10
2.4動力學分析 動力學主要研宄物體運動和受力的關系,與運動學類似,機器人動力學主要解決動力學正問題和逆問題。動力學正問題是指根據關節力矩或力求解操作臂關節的位移、速度、加速度,動力學逆問題是指根據操作臂關節的位移、速度、加速度求解所需的關節力矩或力。 對機器人進行動力學研宄的方法較多,其中,牛頓-歐拉法是利用運動(速…[了解更多]
2015-09-10
2.3 運動學分析 運動學分析一直是并聯機器人研究的關鍵問題,并聯機器人的運動學求解可分為: 運動學逆解和運動學正解。運動學逆解是指在己知末端執行器的運動軌跡、方向及其時 間導數的情況下,求解各個驅動關節的變量值及其時間導數,它包括位置、速度和加速 度逆解。運動學正解是指在已知各驅動關節變量值及其時間導數的情況下,求…[了解更多]
2015-09-10
2Delta機器人機構學、運動學和動力學分析 2.1引言 本章將對Delta機器人機構學、運動學和動力學進行深入分析,其中機構學研宄中主要介紹該機器人的結構特點、工作原理及其設計理念,與此同時,對機器人的工作空間和奇異位形進行理論上的分析。 運動學逆解、正解分析是對機器人進行軌跡規劃的基礎,動力學分析是提高機器人運行速…[了解更多]
2015-09-10
研究成果的軍用價值 該課題的主要研宄成果為軌跡規劃方法,軌跡規劃涉及到機器人的機構學、運動學、動力學等內容,其研究成果可用于軍事機器人相關領域,例如,火炮自動裝填系統、遙控武器站直瞄系統、直線彈射系統等。 火炮自動裝填系統是高射速、大口徑火炮的關鍵系統,為了提高火炮的射速,一般采用并行時序的設計方法對供彈機器人進行軌跡…[了解更多]
2015-09-10
本課題的主要研究內容 本文以具有代表性、應用廣泛的高速并聯工業機器人一一Delta為研宄對象,根據該機器人的設計要求以及總體技術標準,對其進行深入的分析,將其功能技術指標進行合理的分解,并從機械設計、硬件系統搭建以及軟件算法編寫等方面進行具體研宄。 本課題的主要研宄內容: ⑴對平面兩自由度高速并聯工業機器人Delta進…[了解更多]
2015-09-10
1.3.5控制方法 并聯機器人的控制策略主要包括基于模型的常規控制策略和智能算法的智能控制策略,其中常規控制策略主要包括自適應控制、魯棒控制、解耦控制、PID控制等[56]。 自適應控制方法對先驗知識依賴較少,能夠不斷辨識機器人的實時運行狀態,通過較強的學習能力提取有效的模型信息,并對模型進行不斷完善。目前,并聯機器人…[了解更多]
2015-09-10
1.3.4軌跡規劃 軌跡規劃是機器人運動學逆解、正解的實際工程應用,分析機器人的軌跡特點及其應用場合,對機器人進行合理的軌跡規劃是機器人運動控制的基礎。因此,軌跡規劃算法的好壞直接影響了機器人的動力學性能[44_45],軌跡規劃在非線性系統的控制設計中占有不可替代的作用[46_47]。一方面,軌跡規劃結果可以作為前饋項…[了解更多]
2015-09-10
1.3.2運動學 運動學求解是運動學問題的一個重要方面,并聯機器人運動學主要研宄機構位移、速度、加速度甚至加加速度與時間的關系問題。一般情況下,由于并聯機器人的運動學正解具有多解性,所以并聯機器人的正解求解比較困難,而并聯機器人逆解求解相對比較容易。]^〇八仿6等[3()]提出采用Newton-Raphson方法求出了…[了解更多]