人工智能论文人工智能技术在求机器人工作空间的应用学位论文.doc

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1、研究生课程论文人工智能前沿论文题目：人工智能技术在求机器人工作空间的应用课程老师：罗亚波学院班级：汽研1602班学生姓名：张小涵学号：10497216024052016年10月人工智能技术在求机器人工作空间的应用摘要人工智能的发展迅速，现在已经渗透到机器人的全方位分析与机器人的工作空间的计算中，其对机器人的应用起着越来越重要的作用。元素限制法由三个限制元素构成，分别为杆长限制、转角限制、连杆的干涉。在初步确定限制元素后即可得到边界条件，即可得到工作空间。圆弧相交法由运动学反解过程、工作空间的几何描述以及工作空间的计算过程组成。两者各有其优缺点，

2、都是可取的求工作空间的方法。关键词：人工智能元素限制圆弧相交工作空间AbstractWiththerapiddevelopmentofartificialintelligence,ithasbeenappliedtotheanalysisoftherobotandtheworkingspaceoftherobot.Itplaysamoreandmoreimportantroleintheapplicationoftherobot.Theelementrestrictionmethodiscomposedofthreeelements,which

3、arethelengthoftherod,therestrictionoftheangleandtheinterferenceoftheconnectingrod.Boundaryconditionscanbeobtainedafterthepreliminarydeterminationofthelimitingelement.Thearcintersectionmethodiscomposedoftheprocessoftheinversekinematicsofthekinematics,thegeometricdescriptionof

4、theworkingspaceandthecalculationprocessoftheworkingspace.Bothhavetheirownadvantagesanddisadvantages,aredesirablefortheworkingspaceofthemethod.Keywords:artificialintelligenceelementlimitarcintersectionworkingspace11第1章元素限制法的求解图1.1空间6自由度并联机器人简要模型1.1杆长的限制杆长的长短直接决定了机器人人工智能的能力的大小

5、。如图1-1所示的6自由度平台并联机构，其上下平台分别是一个半径为Rp和Rb的圆盘,上下平台分别通过球面副和万向绞与连杆相连接。为方便讨论，分别建立运动平台的坐标系，简记为｛O’｝,固定平台坐标系，简记为坐标系｛O｝。其中坐标系的原点O’和O分别位于上下平台的中心，轴Z’和Z分别垂直于上下平台而轴X和X’分别是∠和∠的平分线，这样X’和O’B6的夹角为=∠B2O’B3/2，X与OA2的夹角为=∠A2OA3。OAi与X的夹角为，O’与X’的夹角是，则有：=，（1-1）...,（1-2）这样，上平台的铰链点相对于坐标系｛O’｝的坐标，以及相对于坐标

6、系｛O｝的坐标就可以求出[1]：，（1-3）运动平台相对于固定平台的位姿可以用坐标系｛O’｝与坐标系｛O｝之间的旋转变换R以及两坐标系之间的q=来表示，当给定运动平台的位置和姿态后，各个连杆向量可以表示为11（1-4）各杆长用（i=1.2...6)表示，则有（1-5）但是杆的长度变化是有限的，这里用和来表示第i杆的最小和最大值，则杆长的约束可以用下式表示：（1-6）当某一杆长达到其极限时，运动平台的给定的参考点也就达到了工作空间的边界。1.2运动副转角的限制运动副转角的大小反映了机器人人工智能的伸展性。并联机器人的上下平台与各分支杆相连的关节是

7、球面副，而下平台与各分支杆相连的关节是万向绞，球面副和万向绞的转角范围实际上是有限制的，球面副的转角θ是与球面副的基座固结的坐标系的Z轴和表示与球面副连接的向量u来决定的，可以想到，球面副与万向绞的最大转角与运动副的具体结构有关。若第i个球面副的基座在坐标系｛O’}中的姿态用向量来表示，则球面副的转角约束条件可用下式表示:（1-7)同样，万向绞的转角可以用下式表示：(1-8)式中：R表示万向绞相对于固定坐标系｛O}的姿态；分别是球铰和万向绞的最大转角。若各关节相对于平台的姿态向量为，这里是当杆长为，且上下平台的坐标互相平行时第i杆的向量，据有关

8、结果表明，这种安装方法能有效扩大关节的转动范围，这时上下平台上各关节的转角分别是[1]：(1-9)(1-10)111.3连杆的干涉连杆之间的干涉反映了