為提高工作效率機器人如何進行運動規劃

2021-05-25 09:00:51 來源：OFweek機器人網閱讀量：5790

　　為了提高工作效率，且使機器人能用盡可能短的時間完成特定的任務，必須有合理的運動規劃。離線運動規劃分為路徑規劃和軌跡規劃。

　　路徑規劃的目標是使路徑與障礙物的距離盡量遠同時路徑的長度盡量短；軌跡規劃的目的主要是機器人關節空間移動中使得機器人的運行時間盡可能短，或者能量盡可能小。軌跡規劃在路徑規劃的基礎上加入時間序列信息，對機器人執行任務時的速度與加速度進行規劃，以滿足光滑性和速度可控性等要求。

　　示教再現是實現路徑規劃的方法之一，通過操作空間進行示教并記錄示教結果，在工作過程中加以復現，現場示教直接與機器人需要完成的動作對應，路徑直觀且明確。缺點是需要經驗豐富的操作工人，并消耗大量的時間，路徑不一定優化。為解決上述問題，可以建立機器人虛擬模型，通過虛擬的可視化操作完成對作業任務的路徑規劃。

　　路徑規劃可在關節空間中進行。可以以五次B樣條為關節軌跡的插值函數，并將加加速度的平方相對于運動時間的積分作為目標函數進行優化，以確保各個關節運動足夠光滑。或者通過采用五次B樣條對機器人的關節軌跡進行插補計算，機器人各個關節的速度、加速度端點值，可根據平滑性要求進行任意配置。另外，在關節空間的軌跡規劃可避免操作空間的奇異性問題。也有團隊設計了一種關節空間中避免奇異性的關節軌跡優化算法，利用6自由度弧焊機器人在任務過程中某個關節功能上的冗余，將機器人奇異性和關節限制作為約束條件，采用TWA方法進行優化計算。

　　關節空間路徑規劃與操作空間路徑規劃對比，具有以下優點：

　　1.避免了機器人在操作空間中的奇異性問題；

　　2.由于機器人的運動是通過控制關節電機的運動，因此在關節空間中，避免了大量的正運動學和逆運動學計算；

　　3.關節空間中各個關節軌跡便于控制的優化。

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