Par4并联机器人轨迹规划研究.pdf

ELECTRONICS WORLD ・探索与观察 Par4并联机器人轨迹规划研究 西安电子科技大学 陈 娟 明正峰 梁锦涛 【摘要】 研究了Par4并联机器人操作空间的轨迹规划算法。分析了Par4并联机器人机械结构，采用几何分析法得出其运动学模型。采 用了SCCA凸轮运动模式进行速度规划。在操作空间中将直线插补和圆弧插补运用于并联机器人末端轨迹规划。将两种插补规划运用 于Par4并联机器人，并在MATLAB2010a中进行仿真分析，验证了两种轨迹规划应用于Par4并联机器人的可行性和合理性，为机器人 的运动控制控制提供理论基础。 【关键词】 Par4并联机器人；运动学分析；速度规划；位置规划 Trajectory Planning of Par4 Parallel Manipulators CHEN Juan ，MING ZhengFeng ，LIANG JinTao （Xidian University，Xi ’an，710071 ） Abstract ：The trajectory planning algorithm of Par4 parallel manipulator operating space is studied. The mechanical structure of Par4 parallel ro- bot is analyzed，and its kinematics model is obtained by geometric analysis. The SCCA cam motion mode is used for velocity planning. Horizontal interpolation and circular interpolation are applied to the parallel robot trajectory planning in the operating space. The two interpolation schemes are applied to the Par4 parallel robot，and the simulation analysis is carried out in MATLAB2010a. The feasibility and rationality of the two kinds of trajectory planning in Par4 parallel robot are verified ，which provide the theoretical basis for the motion control and control of the robot. Key words ：par4 parallel manipulator ；kinematics analysis ；velocity planning ；position planning 器人为3T1R 的四自由度机器人。 一、引言 在并联机器人运动过程中，位移、速度和加速度的突变会 使整个系统出现较大的振动，从而造成运动的不平稳。所以， 机器人的轨迹规划是非常重要的部分，轨迹规划的目的在于增 加整个机器人系统的可靠性和稳定性。从描述并联机器人预期 运动的方式的不同，可以将轨迹规划划分为关节空间轨迹规划 和操作空间轨迹规划。关节空间的轨迹规划是把机器人关节变 量表达为时间的函数，操作空间的轨迹规划是将机器人末端执 行器的位姿、速度和加速度表达为时间的函数。颜世周[1]提出 运用三次多项式和五次多项式插值算法来拟合机器人轨迹，优 点在于满足轨迹平滑性的要求。杨赞[2]在两指灵巧手的关节轨