文献类型：学位论文

中文题名：四自由度码垛机器人运动规划系统研究

作者：林立[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：林砺宗;华东理工大学|郑是超;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：四自由度码垛机器人;示教过程;运动规划系统;开发设计

摘要：在现代化的工业制造生产领域内，机器人已成为生产线上不可或缺的一员。对于码垛搬运这类重复性较高、人力资源配置不合理的场合，应用于此类场合的码垛机器人在近来日趋成为国内外研究机构和自动化公司的研究重点。本文以自主设计的四自由度关节型码垛机器人为媒介，调研分析了国内外码垛机器人在轨迹规划系统方面的研究情况以及未来研究方向，通过对四自由度关节型码垛机器人运动学分析以及对码垛作业过程中货物的位置进行分析并进行路径规划，完成了该机器人的轨迹规划系统的开发设计。<br>　　通过自主设计的四自由度码垛机器人的三维模型为基础，建立其连杆坐标系，并由此推导其正逆运动学转换矩阵，在路径规划之后结合正逆运动学矩阵的结果进行轨迹规划。对码垛机器人的码垛过程进行分析，通过几何方法对机器人码垛作业时的货物位置进行计算，获得码垛机器人末端执行器在码垛过程中的位置特征点;通过这些位置特征点对码垛机器人的运动过程进行路径规划;针对码垛情形，通过对货物码垛顺序的优化，减少码垛路径总距离;通过末端执行器位姿与轴关节之间的转换关系将路径规划转为关节的规划，分析码垛机器人的工作情形，采用“4-3-4”多项式插值对轨迹进行规划。利用工控机和深圳固高科技控制卡的组合，结合VC++编程语言和OpenGL的在Windows平台上的实时性，实现了在码垛机器人基础的示教再现功能以及模拟仿真功能;为简化操作人员的示教过程，对已有示教再现功能进行改进，根据少数货物的位置以及货物尺寸计算出剩余货物的位置，基于这些货物的位置数据进行码垛机器人的轨迹规划;为了更方便的对码垛机器人进行大部分操作，开发一套手持简便示教盒。针对文中的码垛机器人的研究内容，开发一套相匹配的控制软件，力求简洁美观实用;开发一套机器人编程语言，实现机器人的控制以及逻辑判断与运算。