碩士論文機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究方向
2023-04-18閱讀(200)
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問(wèn):機(jī)械臂限制運(yùn)動(dòng)范圍是90度
- 答:機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍是由其關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)決定的,不同的機(jī)械臂具有不同的運(yùn)動(dòng)喊燃雹范圍。如果機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍被限制在90度內(nèi),可能是由于以下幾個(gè)原因:
機(jī)械結(jié)構(gòu)限制:機(jī)械臂的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和機(jī)械構(gòu)件設(shè)計(jì)不合鄭帆理,導(dǎo)致機(jī)械臂無(wú)法完成更大范圍的運(yùn)動(dòng)。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)限制:機(jī)械臂的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩不足,無(wú)法克服關(guān)節(jié)受力的限制,從而限制了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍。
控制算法限制:段茄機(jī)械臂的控制算法設(shè)計(jì)不合理,無(wú)法對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精細(xì)控制,從而限制了機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍。
針對(duì)以上問(wèn)題,可以采取以下措施來(lái)拓展機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍:
優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu):重新設(shè)計(jì)機(jī)械臂的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和機(jī)械構(gòu)件,減小機(jī)械臂的重量,提高機(jī)械臂的剛度和精度。
增大電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩:更換電機(jī)、減小傳動(dòng)比等方式,提高機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)力矩,使其能夠克服關(guān)節(jié)受力的限制,從而拓展機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍。
優(yōu)化控制算法:采用更加先進(jìn)的控制算法,如模型預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制等,對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行更加精細(xì)的控制,從而拓展機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍。
通過(guò)以上措施的綜合應(yīng)用,可以有效拓展機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)范圍,提高機(jī)械臂的靈活性和適用性。
問(wèn):關(guān)節(jié)空間是由全部關(guān)節(jié)參數(shù)構(gòu)成的
- 答:正確。
關(guān)節(jié)空間是由全部關(guān)旦唯節(jié)參數(shù)構(gòu)成是機(jī)器人的規(guī)劃算法。對(duì)于一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng),如何將其自身,我們通常將其看成一個(gè)剛體,平穩(wěn)地從姿態(tài)A移動(dòng)到姿態(tài)B,就涉及到路徑/軌跡規(guī)劃算法的相關(guān)問(wèn)題。
對(duì)于機(jī)械臂來(lái)說(shuō),我們通常會(huì)要求末端執(zhí)行器平穩(wěn)地從姿態(tài)A移動(dòng)到姿態(tài)B,所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)算法,使得機(jī)器人在移動(dòng)的過(guò)程中,無(wú)論是位置的變化還是速度的變化都是連續(xù)且平滑的,有時(shí),也會(huì)要求加速度的變化為連續(xù)的。
在避障等一些機(jī)械臂的應(yīng)用場(chǎng)景下,一般都是先在任務(wù)空間中對(duì)多軸機(jī)械臂的末端進(jìn)行路徑規(guī)劃,得到的是末端的運(yùn)動(dòng)路徑點(diǎn)的數(shù)據(jù)。這條軌跡只包含位置關(guān)系,并沒(méi)有告訴機(jī)器人應(yīng)該以怎樣的速度、加速度運(yùn)動(dòng),這就需要進(jìn)行帶時(shí)間參數(shù)的軌跡規(guī)劃處理,也就是對(duì)這條空間軌跡進(jìn)行速度、加速度約束,并且計(jì)算運(yùn)動(dòng)到每個(gè)路點(diǎn)的時(shí)間。
機(jī)械臂的操作臂最常用的軌跡規(guī)劃方法有兩種:
(1)要求用戶對(duì)于選定的軌跡節(jié)點(diǎn)(插值點(diǎn))上的位姿、速度和加速度給出一組顯式約束(例如,連續(xù)性和光滑程度等),規(guī)劃器從一類函數(shù)(例如,n 次多項(xiàng)式)中選取參數(shù)化軌跡,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值,并滿足約束條件。約束的設(shè)慧遲散定和軌跡規(guī)劃均在關(guān)節(jié)空間進(jìn)行。由于對(duì)機(jī)械臂末端笛卡爾空間沒(méi)有施加任何約束,用戶很難弄清末端的實(shí)際路徑,所以可能會(huì)發(fā)生與障礙物相碰。
(2)要求用戶給出運(yùn)動(dòng)路徑的解析式,例如,直角坐標(biāo)空間中的直線路徑,軌跡規(guī)劃器在關(guān)節(jié)空間或直角坐標(biāo)空間中確定一條軌跡來(lái)逼近預(yù)定的路徑。路徑約束是在直角坐標(biāo)空間中給定的,而關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器是前氏在關(guān)節(jié)空間中受控的。
問(wèn):工業(yè)機(jī)械臂的智能化要解決哪些問(wèn)題
- 答:工業(yè)機(jī)械臂的智能化需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題:
人機(jī)交互問(wèn)題:如何讓人與機(jī)器人進(jìn)行高效、安全、可靠的交互,使得機(jī)器人能夠理解人的意圖,并能夠按照人的要求執(zhí)行任務(wù)。
感知問(wèn)題:如何讓機(jī)器人能夠感知周圍環(huán)境,識(shí)別不同的物體和場(chǎng)景,從而能夠自主決策并執(zhí)行任務(wù)。
運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題:如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制,使得機(jī)器人能夠按照預(yù)定軌跡輪漏和速度執(zhí)行任務(wù)。
學(xué)習(xí)問(wèn)題:如何讓機(jī)器人能夠通過(guò)學(xué)習(xí)和自適應(yīng)來(lái)提高任務(wù)的執(zhí)行效率和質(zhì)量。
安全問(wèn)題:如何保證機(jī)器人的安全性,避免機(jī)器人與人員或物體碰撞造成傷害和損失。
系統(tǒng)集成問(wèn)題:如何將不同的臘攔爛智能技術(shù)集成到機(jī)器人系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、可靠的機(jī)器人控制。
以上問(wèn)題都是機(jī)器人智能化必須要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械臂的衡友智能化,需要綜合運(yùn)用機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)手段,不斷進(jìn)行研究和創(chuàng)新,打破技術(shù)壁壘,推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
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