检索结果-内蒙古大学图书馆

机床与液压 2025年第3期53卷 12-19页

作者：张涛张建业吴子朝天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387

通过调研主流协作机器人参数,针对搬运、码垛等轻工领域需求制定性能指标,采用“臂腕分离”方法进行机器人构型设计及关节模组研究。以该机器人为研究对象,为实现过指定路径点的时间最优轨迹规划,并确保各关节运动平滑、连续,在满足运... 详细信息

通过调研主流协作机器人参数,针对搬运、码垛等轻工领域需求制定性能指标,采用“臂腕分离”方法进行机器人构型设计及关节模组研究。以该机器人为研究对象,为实现过指定路径点的时间最优轨迹规划,并确保各关节运动平滑、连续,在满足运动学约束条件下,使用3-5-3多项式插值方法进行关节空间轨迹规划。鉴于经典海洋捕食者算法局部搜索能力较差的问题,引入混沌映射初始化和自适应参数策略进行改进,并将新算法应用于3-5-3多项式插值的时间最优轨迹规划中。通过MATLAB仿真分析,改进后的各关节轨迹平滑连续且运行时间缩短,证明该改进算法在机器人轨迹规划中的有效性和可行性。

关键词：协作机器人时间最优轨迹规划海洋捕食者算法

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基于改进粒子群算法的6R机械臂时间最优轨迹规划

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制造技术与机床 2025年第2期 36-42页

作者：王迈新闫莉李雨菲西安工业大学机电工程学院陕西西安710021

为了提高机械臂的工作效率和稳定性,提出一种改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的时间最优5次B样条插值轨迹优化算法。以UR10机械臂为研究对象,首先,利用5次B样条曲线对给定的轨迹点进行插值;其次,针对传统PSO算法存在... 详细信息

为了提高机械臂的工作效率和稳定性,提出一种改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的时间最优5次B样条插值轨迹优化算法。以UR10机械臂为研究对象,首先,利用5次B样条曲线对给定的轨迹点进行插值;其次,针对传统PSO算法存在求解精度低、易陷入局部最优的缺陷,调整算法中的惯性权重和认知因子,使其随着迭代次数的增加而动态改变数值大小,进而提高算法前期全局搜索能力和后期局部搜索能力;最后,通过3种测试函数测试和仿真实验验证,结果表明,改进后的PSO算法的求解精度提升,可以有效提高机械臂的工作效率。

关键词：机械臂 5次B样条曲线粒子群算法时间最优轨迹规划全局搜索能力局部搜索能力

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基于超冗余度机械臂动力学的时间最优轨迹规划

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上海交通大学学报 2002年第9期36卷 1360-1364页

作者：王建滨马培荪徐军郝颖明上海交通大学机械与动力工程学院上海200030 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室沈阳110015

基于超冗余度机械臂的动力学方程 ,提出了一种超冗余度机械臂同时受速度和力矩约束的时间最优轨迹规划方法 .它首先采用 B样条曲线拟合无碰撞离散路径 ,得到由伪位移参数 s表示的超冗余度机械臂连续、光滑运动路径 ,然后对动力学方程和... 详细信息

基于超冗余度机械臂的动力学方程 ,提出了一种超冗余度机械臂同时受速度和力矩约束的时间最优轨迹规划方法 .它首先采用 B样条曲线拟合无碰撞离散路径 ,得到由伪位移参数 s表示的超冗余度机械臂连续、光滑运动路径 ,然后对动力学方程和约束方程进行数学变换 ,得到由 s表示的动力学方程和约束方程 ,最后以 s和伪速度 s· 分别作为动态规划的阶段变量和状态变量 ,对超冗余度机械臂进行时间最优轨迹规划 .仿真结果表明 ,所给出的时间最优轨迹规划算法是正确的。

关键词：超冗余度机械臂动力学时间最优轨迹规划动态规划速度约束力矩约束自由度

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改进鲸鱼优化算法在机械臂时间最优轨迹规划的应用

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机械科学与技术 2023年第3期42卷 388-395页

作者：赵晶祝锡晶孟小玲吴霄中北大学机械工程学院太原030051 山西省先进制造技术重点实验室太原030051

针对机械臂时间最优轨迹规划问题,提出一种改进鲸鱼优化算法的最优轨迹规划方法。首先把机械臂各个关节的角度、角速度、角加速度作为约束参数,在关节空间中采用五次多项式插值构造机械臂的轨迹,然后建立以机械臂运行时间最优为目标的... 详细信息

针对机械臂时间最优轨迹规划问题,提出一种改进鲸鱼优化算法的最优轨迹规划方法。首先把机械臂各个关节的角度、角速度、角加速度作为约束参数,在关节空间中采用五次多项式插值构造机械臂的轨迹,然后建立以机械臂运行时间最优为目标的目标函数,采用改进的鲸鱼优化算法(IWOA)来对时间进行优化,提高机械臂的运行效率。最后通过MATLAB进行仿真,结果表明,改进的鲸鱼优化算法相较于其它同类算法求解精度更高,收敛速度更快,并且经过IWOA和轨迹优化结合得到的机械臂的位移、速度和加速度曲线都是平滑的且没有明显的突变,验证了该轨迹规划方法的有效性。

关键词：机械臂时间最优轨迹规划改进的鲸鱼优化算法五次多项式

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工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的理论与实验研究(英文)

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控制理论与应用 2003年第2期20卷 185-192页

作者：谭冠政王越超中南大学机器人研究所湖南长沙410083 中国科学院机器人学开放研究实验室辽宁沈阳110016

提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项... 详细信息

提出了一种用于工业机器人时间最优轨迹规划及轨迹控制的新方法 ,它可以确保在关节位移、速度、加速度以及二阶加速度边界值的约束下 ,机器人手部沿笛卡尔空间中规定路径运动的时间最短 .在这种方法中 ,所规划的关节轨迹都采用二次多项式加余弦函数的形式 ,不仅可以保证各关节运动的位移、速度、加速度连续而且还可以保证各关节运动的二阶加速度连续 .采用这种方法 ,既可以提高机器人的工作效率又可以延长机器人的工作寿命 .以PUMA 5 6 0机器人为对象进行了计算机仿真和机器人实验 ,结果表明这种方法是正确和有效的 .它为工业机器人在非线性运动学约束条件下的时间最优轨迹规划及控制问题提供了一种较好的解决方案 .

关键词：工业机器人时间最优轨迹规划轨迹控制余弦函数最优化算法计算机仿真

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基于改进蝴蝶算法的机械臂时间最优轨迹规划

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计算机科学 2023年第S2期50卷 107-114页

作者：周明月周明伟刘桂岐程超长春工业大学计算机科学与工程学院长春130000

机械臂在轨迹规划过程中,为使驱动装置符合实际负载要求,各关节速度和加速度在选取上会相对保守,导致完成一套动作需要的时间过长,从而使基于运动速度和加速度的机械臂的连续性和平稳性未能充分发挥。为解决机械臂各个关节速度和加速度... 详细信息

机械臂在轨迹规划过程中,为使驱动装置符合实际负载要求,各关节速度和加速度在选取上会相对保守,导致完成一套动作需要的时间过长,从而使基于运动速度和加速度的机械臂的连续性和平稳性未能充分发挥。为解决机械臂各个关节速度和加速度的优化问题,提出一种基于改进蝴蝶算法的机械臂时间最优轨迹规划方法。首先,利用3-5-3多项式插值算法对AUBO-i5六自由度机械臂构造机械臂运动轨迹,然后,利用引入莱维飞行和正弦余弦算法的蝴蝶优化算法对运动轨迹进行时间优化,在满足工作需求的前提下,减少机械臂的运行时间。仿真结果表明,改进的蝴蝶算法与同类算法相比,不易陷入局部最优,且具有更高的寻优精度。将改进的蝴蝶算法应用在轨迹规划中,机械臂的运动时间大大缩短,可保证机械臂在实际生产中平稳高效地完成任务。

关键词：机械臂时间最优轨迹规划改进的蝴蝶算法 3-5-3多项式

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锚护机器人工作臂的时间最优轨迹规划

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煤炭技术 2022年第5期41卷 172-174页

作者：邓镓敏郭治富王步康煤炭科学研究总院北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

根据锚护机器人工作臂的作业效率和避障需求,设定了锚护机器人钻架的运动路径,然后使用4-3-3-3-3-3-4分段多项式插值得到工作臂各关节的运动轨迹,并提出自适应差分进化算法求解时间最优轨迹,结合运动学模型得到了钻架的运动路径。研究... 详细信息

根据锚护机器人工作臂的作业效率和避障需求,设定了锚护机器人钻架的运动路径,然后使用4-3-3-3-3-3-4分段多项式插值得到工作臂各关节的运动轨迹,并提出自适应差分进化算法求解时间最优轨迹,结合运动学模型得到了钻架的运动路径。研究结果表明:得到的时间最优轨迹在满足工作臂的物理约束、作业效率和动作平稳性的同时保证工作臂和钻架不会与外界环境产生碰撞。

关键词：锚护机器人时间最优轨迹规划适应差分进化算法分段多项式

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工业机器人时间最优轨迹规划

工业机器人时间最优轨迹规划

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作者：张红强湖南大学

学位级别：硕士

在工业机器人的实际应用中，工作效率和质量是衡量机器人性能的重要指标，提高工业机器人的工作效率，减小实际操作中的误差成为工业机器人应用亟需解决的关键性问题。机器人的时间最优轨迹规划是指以时间最短作为性能指标并在满足各种... 详细信息

在工业机器人的实际应用中，工作效率和质量是衡量机器人性能的重要指标，提高工业机器人的工作效率，减小实际操作中的误差成为工业机器人应用亟需解决的关键性问题。机器人的时间最优轨迹规划是指以时间最短作为性能指标并在满足各种约束的条件下优化机器人的运动轨迹，使机器人手部在两点之间或沿着规定轨迹运动的时间最短，进行这项研究的目的和实际意义在于提高工业机器人的工作效率。首先，本文对机器人的定义及其发展前景作了介绍，对机器人技术的发展状况、应用及技术要求进行了论述，概述了机器人运动学与动力学以及时间最优轨迹规划，全面地总结了国内外有关机器人时间最优轨迹规划方面的研究成果，综述了混沌优化的研究进展并对其进行了展望。其次，分析了机器人轨迹规划的一般性问题，在关节空间的轨迹规划针对不同的条件分别详述了三次多项式函数插值、高阶多项式插值和抛物线连接的线性函数插值；在笛卡尔空间的轨迹规划则深入讨论了线性函数插值和圆弧插值，然后对笛卡尔空间与关节空间轨迹规划的优缺点进行了比较。深入研究了机器人时间最优轨迹规划的基本原理，讨论了混沌优化原理及B样条曲线的计算方法，采用B样条曲线构造机器人的轨迹，提出了一种基于改进混沌优化算法的机器人时间最优轨迹设计方法，优化时考虑了包括关节角速度、角加速度、角加加速度及力矩4种约束，并在关节空间与笛卡尔空间对PUMA560前三铰轨迹(此时还需加上笛卡尔空间路径约束)进行了优化计算。最后，简单介绍了PUMA560的系统结构，并针对湖南大学智能自动化技术实验室PUMA560控制系统结构封闭的缺陷，提出了一种硬、软件的改造方案；通过优化计算示教操作PUMA560机器人所得到的笛卡尔空间路径点得到了最短时间轨迹，从而实现了工业机器人时间最优轨迹的规划。本文在PUMA560的硬件改造方面详细介绍了PMAC位置控制器，给出了反馈信号的隔离、抽取与调整方法、运动控制信号的加入接线图和PUMA560、PMAC控制器结构原理图：软件方面探讨了模块化组成结构，详细讨论了实时控制模块的实现方法。

关键词：工业机器人时间最优轨迹规划 B样条混沌优化控制系统开放式

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工业机器人特定路径的时间最优轨迹规划

工业机器人特定路径的时间最优轨迹规划

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作者：杨旭杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着工业技术的发展,工业机器人在各个领域的应用越来越广泛,如何保证工业机器人快速高质量的完成任务一直是工业机器人研究领域的重点。工业机器人的轨迹规划是保证运行良好的基础,其中针对工业机器人关节运动轨迹的时间最优问题仍是... 详细信息

随着工业技术的发展,工业机器人在各个领域的应用越来越广泛,如何保证工业机器人快速高质量的完成任务一直是工业机器人研究领域的重点。工业机器人的轨迹规划是保证运行良好的基础,其中针对工业机器人关节运动轨迹的时间最优问题仍是研究的难点。本文以实验室的艾利特EC66型协作机械臂为实验本体,并考虑机械臂的关节运动学约束,提出优化工业机器人工作任务轨迹的策略。主要内容和创新点如下:第一,针对在规划机械臂闭合运动路径时产生的规划误差问题,提出一种基于任务路径型值点数量与路径期望误差关系的解决方法。该方法首先在关节空间中使用三次样条插值、五次多项式插值以及五次B样条插值规划机械臂关节运动轨迹,再将其路径点通过逆运动学求解得到任务空间中的路径点。通过分析规划轨迹与目标轨迹之间的误差,确定了根据路径型值点数量与期望误差的关系,对型值点重新分配的规划误差减小方案。通过实验可以验证这种方法能有效减小轨迹规划时产生的误差。第二,针对传统灰狼算法(GWO)出现收敛速度慢、易陷入早熟的问题,提出一种改进型灰狼算法(APIGWO)。该算法对基本灰狼算法的位置更新和收敛因子策略进行了改进,以提高灰狼算法寻找全局解的性能。通过使用多个性能测试函数进行实验对比可知,改进灰狼算法的收敛效果明显优于标准灰狼算法,验证了改进策略的有效性。第三,针对机械臂在关节速度和加速度约束下的运行时间最优问题,提出一种基于改进灰狼算法和序列二次型(SQP)算法的混合优化方法。并通过实验对比了使用改进灰狼算法、序列二次型算法和混合优化算法优化机械臂运动的执行时间和规划误差。根据实验结果可以看出,使用混合优化算法后的执行时间更短,轨迹误差大幅下降。且在三种算法中混合算法的执行时间和误差都是最小的。因此混合优化算法的性能更佳。

关键词：时间最优轨迹规划运动学约束型值点分布灰狼算法混合优化

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基于正逆运动学分析的机械臂时间最优轨迹规划研究

基于正逆运动学分析的机械臂时间最优轨迹规划研究

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作者：程浩田中北大学

学位级别：硕士

随着工业自动化进程的加快,大量的机械臂被应用于人类的生产生活中。机械臂主要是通过各关节间的连续运动来控制末端执行器完成各种工作,所以对其进行运动学分析和轨迹规划是非常必要的。运动学分析作为轨迹规划的基础,其能否准确快速... 详细信息

随着工业自动化进程的加快,大量的机械臂被应用于人类的生产生活中。机械臂主要是通过各关节间的连续运动来控制末端执行器完成各种工作,所以对其进行运动学分析和轨迹规划是非常必要的。运动学分析作为轨迹规划的基础,其能否准确快速求解对机械臂实时控制起着至关重要的作用,而轨迹规划是机械臂平稳运行的先决条件,通过对其各关节角位移、角速度以及角加速度的规划,可有效降低机械臂运动时产生的震动以及速度突变,缩短工作时间。为了提高机械臂的工作效率,本文以SNR3-C30型六自由度机械臂为研究对象,分别针对其空间位姿变换、正逆运动学、轨迹规划及优化展开了研究,主要内容如下:根据机械臂在空间坐标下的位姿表示和齐次变换矩阵原理,通过D-H法建立机械臂连杆坐标系以及数学模型,并在此基础上进行正逆运动学分析,而后针对传统逆运动学求解过程中存在大量的矩阵运算,复杂的数学模型以及较长的程序运行时间等缺点,提出一种结合位姿分离思想的几何求逆优化算法。该算法首先通过机械臂各关节相对腕部的几何位置关系来求解前三个关节角θ1,θ2,θ3,然后利用旋转子矩阵求解剩余的关节角θ4,θ5,θ6,最后利用MATLAB软件仿真验证。结果表明,改进算法具有优越性和有效性。在笛卡尔空间和关节空间下分别针对该型机械臂进行轨迹规划,着重分析了三次、五次以及“3-5-3”混合多项式等不同插值函数进行轨迹规划时的优缺点。针对标准粒子群算法在进行机械臂时间最优轨迹规划时容易陷入局部最优、早熟等缺点,提出一种快速收敛的改进算法。该算法首先采用动态学习因子策略替代传统固定的学习因子,然后利用“3-5-3”混合多项式插值函数进行规划,最后在MATLAB仿真软件中完成各关节运动轨迹的拟合。结果表明,改进算法达到了预期的时间优化目标,具有一定的应用价值。

关键词：机械臂正逆运动学时间最优轨迹规划粒子群算法

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