scara机械臂轨迹规划的研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文针对SCARA机械臂的结构特点，对其进行了运动学分析，根据所得到的正逆运动学解，研究了SCARA机械臂的避障轨迹规划，特别是对在进行避障时的约束条件进行了深入的研究，并认为在轨迹规划时，除了避障曲线的形状和避障曲线与障碍物间的最短距离作为约束条件外，还提出了一个“阴影区”的概念，该区域是针对具有一定形状的障碍物提出来的，通过研究，得出机械臂在阴影区内的解决方法。本文解决了对具有一般形状的障碍物的避障规划，通过对障碍物进行抽象化，得到一个一般形状表达式。应用此表达式可以表示一般工业情况下

2、的大部分形状的障碍物。在轨迹规划时，以此图形作为根据。在对机械臂轨迹规划时，设计了一种选择算法，在生成避障曲线时，该曲线是由若干控制点来定义的，通过控制算法来确定这些控制点的位置，控制点的位置取决于约束条件，也就是算法中的制定的选择函数，通过定义选择函数来确定整个控制算法的选择机制。在控制点最终确定后，应用B样条曲线(B-Spline)来生成避障曲线，并通过OpenGL仿真的方法，将轨迹规划结果可视化，证实了该算法的实际应用意义。关键词SCARA机械臂；轨迹规划；避障-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIn

3、thispaper,thestructureofSCARAmanipulatorwillbestudiedandthedynamicanalysisisgoingtobeapplied.Accordingtotheforwardandinversekinematicssolutions,themanipulator’strajectoryplanningofavoidobstaclewillbestudied,especiallytherestrictionconditionsofthemanipulatorwhichin

4、themotionofobstacleavoidance.Aconceptof“ShadowArea”willbegiveninthispaper,accordingtotheobstaclewhichfitcertainshape.Thesolutionofthemanipulatorintheareawillbegivenbyresearch.Inthispaper,theavoidanceofobstaclewithgeneralshapewillbesolved;ageneralexpressionwillbego

5、tthroughtheabstractionofobstacles.Itcanrepresentthemostgeneralcaseintheindustrialcontrol.Itisthefoundationofpathplanning.AcontrolalgorithmbasedonChosenAlgorithmwillbeusedintrajectoryplanning.Theobstacleavoidancecurvewillbecontrolledbycontrolpointsduringthetimewhen

6、itcanbegenerated.Thepositionsofcontrolpointsaredecidedbytheconstrictionconditions,theChoseOperatorinalgorithm.UsingB-Splinetogeneratethecurvewhenthepositionsofthecontrolpointsarebeingdecided,andduringthesimulationbyOpenGL,thealgorithmwillbedemonstratedandprovedtob

7、eusefulinpractical.KeywordsSCARAmanipulator;trajectoryplanning;obstacleavoidance-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要...............................................................................................................................IAbstract.........................

8、..............................................................................................II第1章绪论...................................................