六自由度機械手(參考版)
2025-06-23 03:20本頁面
【正文】 [2]“蔡自興， 機器人學(xué)[M ]，清華大學(xué)出版社, 2022, 9。它采用自適應(yīng)搜索算法, 調(diào)整各個轉(zhuǎn)角時先粗調(diào)后微調(diào), 在搜索到達(dá)目標(biāo)點, 確定了目標(biāo)位姿后, 用貪心法產(chǎn)生指令序列。由表 1 和表 2 可以看出, 算法的誤差與機械臂的精度誤差基本處于同一數(shù)量級?？紤]在一個確定的位姿下, 只改變其中一個旋轉(zhuǎn)軸的角度, 讓它增大或者減小一個不小于 的角度,觀察最終目標(biāo)的變化情況。針對文中的三個問題, 誤差統(tǒng)計結(jié)果見表 1，從表可以看出, 誤差范圍在 1 毫米以內(nèi)。b) 從焊接點位姿( 90, 74. 6, 138, 0, 88. 2)開始焊接整個弧線的過程。 圖 平面與圓臺外壁相交7 圖 含大位姿預(yù)測過程 注意, 上面提到的 “移動” 都只是設(shè)想中的移動, 是為了得到一個合理的大位姿, 使得機械臂伸展開, 方便在弧線上移動 . 當(dāng)?shù)玫綑C械臂弧線上一點的位姿時, 那么我們就直接由初始狀態(tài)向著這個位姿轉(zhuǎn)變, 指尖會直接向弧線移動, 而不會先到圓臺上方的正中心再移向弧線 . 在分解曲線至小段時, 為了使得劃分小段的長度盡量均勻, 我們將曲線方程轉(zhuǎn)換為參數(shù)方程: 然后, 經(jīng)測試取 dΘ 為 0. 2 度時比較合理, 即 ds = Π/ 900, 此時指尖的每次移動剛好可以用一條指令來完成, 如果再小的話指尖對位置的變化就不敏感了。其中 ds 的選取原則為: 選取步長應(yīng)以使得既能很好地逼近曲線, 同時在 ds 變化的程度足夠引起指尖的移動。 可以將空間曲線劃分為離散的點, 只要機械臂依次到達(dá)這些點就可以了。 沿線路運動分析要求指尖沿著預(yù)先指定的一條空間曲線 x = x (s), y = y (s), z = z (s), a ≦s ≦ b 移動,計算滿足要求的指令序列。 圓臺內(nèi)壁的四個點坐標(biāo)為: (320, 104, 20. 7802) , (120, 106, 51. 5961), 6(190, 125, 82. 7563), (255, 88, 152. 135)。若要整個機械臂都不碰壁, 那么:1) 對于 E 點, 它要在工件內(nèi)壁點焊四個小零件, 故它必須在圓臺內(nèi), 對于 E 而言, 應(yīng)有: 圖 機械臂在圓臺內(nèi)作業(yè)2) 對于 D 點, 存在兩種情況:①D 在圓臺內(nèi) . 此時線段 CD 與圓臺上底面有交點, 其坐標(biāo) (x 1, y 1) 為要使得 CD 連桿不會碰壁, 該交點必須在圓臺上表面開口的圓內(nèi): st(x 1 210)2+ y1 2 87. 38372故 D 在圓臺內(nèi), 且 CD 連桿不會碰壁的條件是:5②D 在圓臺外 . 此時, zD = 180. 線段 DE 與圓臺上底面交點坐標(biāo) (x 2, y 2) 為:要使得 DE 和圓臺不相碰, 同理也必須滿足: st(x2 210)2+ y22 87. 38372故 D 在圓臺外, 而且 DE 不會和圓臺發(fā)生碰撞的條件是: 綜上所述, 機械臂不碰壁的條件是:或 機械臂在圓臺內(nèi)移動時, 每改變一個旋轉(zhuǎn)軸的角度都有可能會導(dǎo)致機械臂的某個部位碰壁, 所以每次移動都要判斷是否碰壁然后決定是否移動 . 所以與前面的移動不同, 我們并不做位姿預(yù)測, 而選擇直接進(jìn)行向目標(biāo)點移動 . 具體采用的是貪心算法, 每一條指令只改變其中一個旋轉(zhuǎn)軸的角度,該角度的改變滿足: 1)不會產(chǎn)生碰壁。 機械臂在運動過程中必須滿足兩個條件才會執(zhí)行該條指令: 機械臂的此次運動離目標(biāo)點的距離減小，機械臂沒有與障礙物發(fā)生接觸。 問題求解 機械臂初始狀態(tài)為(0, 90, 0, 0, 90), 目標(biāo)點為(20, 200, 120) (見圖 4)
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