机器人轨迹规划

关节输出力的规划。? 智能化程度越高,规划的层次越多,操作就越简单。Р轨迹规划的目的是将操作人员输入的简单的任务描述变为详细的运动轨迹描述。? 例如,对一般的工业机器人来说,操作员可能只输入机械手末端的目标位置和方位,而规划的任务便是要确定出达到目标的关节轨迹的形状、运动的时间和速度等。这里所说的轨迹是指随时间变化的位置、速度和加速度。Р简言之,机器人的工作过程,就是通过规划,将要求的任务变为期望的运动和力,由控制环节根据期望的运动和力的信号,产生相应的控制作用,以使机器人输出实际的运动和力,从而完成期望的任务。如下图所示。这里,机器人实际运动的情况通常还要反馈给规划级和控制级,以便对规划和控制的结果做出适当的修正。Р人机接口Р规Р划Р控Р制Р机器人本体Р要求的任务Р期望的?运动和力Р实际的?运动和力Р控制作用Р要求的任务由操作人员输入给机器人,为了使机器人操作方便、使用简单,必须允许操作人员给出尽量简单的描述。? 期望的运动和力是进行机器人控制所必需的输入量,它们是机械手末端在每一个时刻的位姿和速度,对于绝大多数情况,还要求给出每一时刻期望的关节位移和速度,有些控制方法还要求给出期望的加速度等。Р4.1 机器人轨迹规划概述Р轨迹规划?? 机器人在作业空间要完成给定的任务,其手部运动必须按一定的轨迹(trajectory)进行。? 轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点,将其经运动学反解映射到关节空间,对关节空间中的相应点建立运动方程,然后按这些运动方程对关节进行插值,从而实现作业空间的运动要求,这一过程通常称为轨迹规划。Р二、轨迹规划的一般性问题Р工业机器人的作业可以描述成工具坐标系{T}相对于工件坐标系{S}的一系列运动。Р图4.1 机器人将销插入工件孔中的作业描述Р图4.1所示的将销插入工件孔中的作业,可以借助工具坐标系的一系列位姿Pi (i=1,2,…,n)来描述。