六自由度機械手-閱讀頁
2025-07-05 03:20本頁面
【正文】 圖 機械臂各個關節(jié)處的笛卡爾坐標系各個連桿變換矩陣如下:3其中 jT i 表示從關節(jié) i 坐標系轉換到關節(jié) j 坐標系的轉換矩陣。目標位姿預測分析對于給定的可達目標點, 我們首先需要做的就是預測機械臂在到達目標點時的位姿, 即各個旋轉軸的角度 . 目標位姿預測 對目標位姿預測采用調整自適應的搜索法，由圖中位置關系及各個旋轉軸的連桿方式(平行連桿、 垂直連桿)可知,A、B、C、D 四點肯定位于同一平面內 . 由于平行連桿 G 的作用使得 E 點有可能不在ABCD 所在平面中。由 O x,O y 可以確定。圖 機械臂在平面 xoy 中的投影 運動規(guī)劃 由前面確定的目標位姿以及當前位姿, 求解由當前位姿向目標位姿過渡的方式時我們采用貪心算法 . 即每個旋轉軸總是向著離目標角度以盡可能大的步長前進, 直至最終所有的旋轉軸到達其目標角度 . 那么, 各個旋轉軸的變化過程的增減幅度就是最終的指令序列。搜索, 模擬機械臂的實際運動 . 注意在搜索過程中要加入機械臂與障礙物不能相碰的約束——即受限的目標到達。 問題求解 機械臂要深入到圓臺內部完成相應焊接工作，如圖 5所示。 2)以盡可能大的幅度向目標點逼近。按照 1→3→2→4 順時針順序依次焊接各個點, 求得最終的指令序列。 沿路線運動對于空間曲線, 由于機械臂的移動本身是離散的, 所以不可能讓機械臂指尖嚴格按照曲線的軌跡連續(xù)運動。將 s 的取值區(qū)間[a, b] 劃分為 N 段, 每一段是 ds，機械臂依次到達(x (s0), y (s0), z (s0)),(x(s0 + ds), y (s0 + ds), z (s0 + ds)), (x (s0 + 2ds), y (s0 + 2ds), z (s0 + 2ds)),即可。 問題求解如圖 6, 平面與圓臺外壁的交線是一個封閉的弧線 . 起始位姿與①的起始位姿相同 . 我們選取圓臺上表面中心作為過渡目標點, 調整機械臂的位姿至( 90, 2313, 11318, 0, 12613), 指尖到達上表面中心, 然后再移動至焊接起始點(52. 5, 0, 26. 25), 這時機械臂的位姿為( 90, 74. 6, 138, 0, 88. 2). 移動過程如圖 7所示。 機械臂的運動分為兩部分:a) 從起始點位姿(0, 90, 0, 0, 90)到焊接點位姿( 90, 74. 6, 138, 0, 88. 2。 誤差分析 算法誤差 由于 ΔΘi 的取值是離散的, 精度為 , 那么指尖所能到達的范圍也是離散的 .對目標點而言, 指尖只能盡可能地靠近, 這之間肯定會存在誤差, 這個誤差是 ΔΘi 取值的離散性引起, 在算法的執(zhí)行過程中造成的，故將其稱為算法誤差。表 算法誤差 精度誤差 ΔΘi 的精度為 ,根據(jù)精度的定義,ΔΘi 的誤差是小于 0. 05。8由于在不同位姿下, ?Η i 的變化引起的指尖位置的變化幅度是不同的, 以例題中涉及的幾個位姿為例, 如表 2。 表 分別改變 Θi 的大小, 增減 0. 05, 引起指尖的偏移情況 結語 針對六自由度機械臂的到達問題、 沿曲線運動問題和避障問題, 本文分別提出目標位姿預測、 曲線離散到達和受限目標到達三種解決方法, 其中目標位姿預測是后面兩種方法的基礎。本文很好地解決了六自由度機械臂的路徑規(guī)劃問題, 算法效率高, 產(chǎn)生的指令序列可以很好地完成題中的任務, 誤差很小參考文獻：[1] 丁學恭. 機器人控制研究[M ]. 浙江大學出版社, 2022, 9。[3]博士論文“基于視覺的六自由度機械臂控制技術研究”[4]研究生論文“激光焊接的關節(jié)型機器人運動誤差分析”[5]博士論文“6 自由度機器人梯形速度控制直線插補算法研究”[6]論文“六自由度機械臂的運動學分析”[7]論文“六自由度機械手運動控
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