曲线拟合的机械臂避障轨迹规划及仿真分析*
2021-09-28张晋轩
组合机床与自动化加工技术 2021年9期
陈 雨,张晋轩
(广西大学行健文理学院,南宁 530005)
0 引言
工业机器人的广泛运用推动了工业行业改革与发展,工业机器人已经成为现代化工业必不可少的一部分[1]。
机械臂轨迹规划是研究机器人控制的重要内容[2]。轨迹规划描述动点在空间位置上的变化,研究机器人的关节角度变化,解决约束条件下机械臂作业完成问题。因此轨迹规划不仅影响机械臂作业过程中的平稳性,对控制的实时性和精确性也产生影响[2-3]。
为了保证机械臂平稳、精确和高效地作业,在机器人运动学基础上进行轨迹规划[4]。关节空间的轨迹规划和笛卡尔空间的轨迹规划是机械臂常用的轨迹规划方式[5]。文献[4]对切割机器人运动学建模,分别采用三次多项式、五次多项式和多项式混合插值法对隧道圆弧面的轨迹进行规划,通过比较各算法的优劣性寻求合适的轨迹规划算法。文献[6]拟合三次均匀B样条曲线,给出其表达式,使机械臂末端沿着曲线通过工件各加工点。文献[7]采用改进B样条曲线实现圆弧轨迹运动,提高机器人动作的平滑性,优化机器人的轨迹运动。文献[8]构造关节轨迹时采用5次B样条曲线的插值方法,任意配置起始点和停止点的速度和加速度,保持关节轨迹的速度和加速度的连续性,实现了机械手运动轨迹的平滑性。文献[9]针对机械臂运动轨迹的复杂多变性,规划了分段式轨迹,抓取起始段采用五次多项式的插值算法,抓取过渡段采用S型速度算法,最终抓取段采用NURBS曲线拟合算法,机械臂运行平稳,精度比较高,速度有所提升且轨迹光滑无拐点突变。……
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