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移动式工业机器人运动规划研究

王加朋  
【摘要】:随着人工智能发挥主体作用的展现,自治运动规划是机器人研究的一个重要领域,这样可以免除人工操作的运动规划的单调乏味的工作,减少的整个过程中的人为错误,还可以提高工作效率。 以机器人智能控制技术为背景,本文对移动式工业机器人运动规划问题,包含操作臂末端的轨迹和移动部分路径轨迹规划问题,仔细查阅并学习了大量研究现状,重点学习了遗传算法、滚动优化和人工势场等方法的理论和工程应用,在做的相关项目中,学习实践了系统软硬件设计知识和技能等。 针对当前研究热点方向,从移动式工业机器人工程实践出发,本文对操作臂末端运用改进的遗传算法优化其轨迹,使其满足各关节约束和目标函数最优条件下,从初始点到目标点规划出最优轨迹,如果有障碍物还要成功避开。对移动部分运动轨迹采用混合整数线性模型预测及滚动优化控制方法实现运动轨迹规划,创新性的引入模拟人工势场作用力辅助作用力,使其在满足各种运动性能约束,避开障碍物,找到时间最小的路径轨迹,通过实验可以看出规划效果达到预定要求。本文研究的移动式工业机器人运动规划方法具有很高的实际工程应用价值。 文章最后对机器人运动规划系统进行设计,对运动规划系统需要的数据采集和处理设计实现,包括功能模块、硬件和软件设计等。实现设计中采用了图像专门处理芯片DSP,可以满足图像的大规模计算。


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