□ 张秀林

甘肃广播电视大学 兰州 730050

1 研究背景

目前,工业机器人的使用已非常普遍。但在实际应用中,机械臂在作业时会面临许多难题,如机械臂在启动和停止时手部出现严重抖动,机械臂末端到达指定位置不够精确等[1],如果情况比较严重,那么会引起机械臂机构严重受损[2]。机械臂的工作性能以工作效率和工作可靠性为衡量标准,所以当务之急是如何提高机械臂的工作效率及工作可靠性。

机械臂在沿轨迹运行过程中,要尽量避免角速度及角加速度突变,即运行轨迹曲线应尽量平滑连续,这样机械臂的运行就会比较平稳。但是在现实中,有时不能保证完全消除运动突变和抖动,机械臂在运行过程中构件的振动也无法完全避免,只能尽量减小。

为了能够提高机械臂的工作效率和工作可靠性,对机械臂的运动轨迹进行提前规划非常有必要。一般做法是,在对机械臂进行运行控制之前,提前规划好机械臂末端的运行轨迹,并采用仿真技术模拟试验,由模拟结果来分析机械臂的运行是否平稳,然后将预定轨迹信息输入控制系统,来控制机械臂的运行[3]。笔者对六关节机械臂进行轨迹规划。

2 轨迹规划概述

机械臂轨迹规划指在机械臂运动学和动力学的基础上,讨论在关节空间或笛卡儿空间中生产机械臂运动轨迹的方法,描述机械臂在多维空间中的运动路线,是运动学逆解的实际应用。在知道末端位姿的前提下,通过运动学逆解得到各个关节在相应时刻的转动量或平移量,合理规划出角位移曲线、角速度曲线、角加速度曲线,从而有效控制机械臂在运动过程中的冲击和振动,使机械臂的工作寿命得以延长。……