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双机器人时间优化的避碰轨迹规划研究

当两个机器人处于同一工作空间时,为了提高工作效率,通常都是利用系统的并行处理能力来使各个机器人同时完成各自的任务。在这种情况下,双机器人的避碰问题就不仅仅涉及到单机器人与静态障碍之间的碰撞,特别地还应该考虑机器人之间的相互冲突,因为此时两者已形成运动的且形状改变的动态障碍关系。文中主要以此为目的,基于双Motoman-UP6机器人系统,结合时间优化和避碰两方面来研究这一特殊的运动规划问题。图1双Motoman-UP6机器人协调系统仿真模型1单机器人时间优化的轨迹规划1.1机器人系统的降维处理由于机器人系统是一个典型的MIMO系统,其动力学模型具有非线性、强耦合等特点,这使得规划问题中求时间优化解相当困难。因此为了对机器人系统降维,可以采取路径参数化的方法,设s为机器人沿路径运行的距离,则将所有的运动方程转化为s的函数,此时具有任意多关节的机器人运动被转换为单自由度的具有几何约束的最终运动[1]。设机器人动力学模型为:nui=∑j...  (本文共4页) 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

双机器人协调运动方法的研究

现代工业的发展和机器人技术的进步使得机器人的性能不断提高,机器人应用的领域和范围正不断扩展,机器人将会越来越多地代替人类去执行更多更复杂的作业。为了适应不断提高的任务复杂性、操作智能性以及系统柔顺性等要求,双机器人乃至多机器人之间的协调和协同作业是机器人技术在工业环境中进行推广和应用急需解决的关键技术之一。由于多机器人系统(主要是多机器人操作臂)操作物体时形成闭链系统,存在受限运动及冗余度控制问题,意味着多机器人系统需要解决规划方法、解析方法和可行的控制方法等问题。本文以两台六自由度工业机器人的运动学协调和带有力控制的协调作业方法为研究对象,对双机器人系统的避碰路径规划方法、双机器人之间坐标系标定、协调运动轨迹规划和优化方法、带有力反馈控制的协调作业方法等问题进行了系统深入的研究,主要内容如下:针对双机器人系统的碰撞检测和避碰路径规划问题,提出了基于八叉树数据结构的三层球体碰撞检测模型、用于有向包围盒(Oriented Boun...  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国机械工程》2005年13期
中国机械工程

双机器人松协调规划中的碰撞问题分析

0序言双机器人协调作业方式可以提高机器人自身的利用率,能够最大限度发挥机器人系统的工作潜能,增强机器人实现复杂任务的通用性。通常,当两机器人在同一工作空间内完成各自任务时,我们称其处于松协调状态。目前双机器人在松协调状态下的规划问题集中在机器人与静态障碍间的避碰,主要采用基于C空间的自由空间法和基于直角坐标空间的人工势场法[1]。前者是从全局概念将障碍用C空间来描述,此时避碰问题转化为在C空间寻找一条连接起始点和目标点的自由路径,但计算复杂,搜索时间长,不适于动态环境;后者是假设障碍被排斥势场包围,目标被引力势场包围,通过在机械臂上选取测试点,利用该点与障碍间的排斥势以及与目标间的吸引势来搜索无碰撞路径,缺点是缺乏全局信息,尤其是无法处理局部最小值,效率较低。1双机器人的几何建模在双机器人松协调过程中,由于处在同一工作空间里,使得两个机器人在运行时互为运动的且形状改变的障碍,因而此时的避碰规划不同于单机器人的情况。本文以图1所示...  (本文共4页) 阅读全文>>