面向轿车天窗检测的多自由度机械手轨迹规划

发布时间：2017-06-30 01:14

  本文关键词：面向轿车天窗检测的多自由度机械手轨迹规划，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对目前轿车天窗装配误差检测的现状,改变了以往机器与人工相结合的检测处理模式,并且以ES165D型六自由度机械手为载体,在保证机械手连续平稳的运动前提下,研究了机械手在关节空间中自动检测轿车天窗装配误差的五次B样条轨迹规划的路径,以及在这一方法下所用时间最少的优化方法。首先,介绍了轿车天窗装配误差基于ES165D型机械手的检测平台。采用专家调查表的方式,得出轿车天窗各个检测点装配误差的程度、频度,从而确定天窗上需要检测的点的数量及位置。通过分析机械手运动,建立机械手运动学模型。为了能够实现机械手位姿在笛卡尔空间和关节空间的灵活转换,求解了机械手的逆运动学方程。其次,通过现场数据采集、试验验证,记录了约束运动学的参数。以三维软件CATIA建立机械手模型、以仿真软件ADAMS验证五次B样条曲线轨迹的连续性与平滑性,通过判断曲线的变化趋势,推断出机械手运行时的情况有无突变。通过运动学参数在仿真曲线中的变化,可以得出选用本文轨迹规划方法的可行性,并且利用这种方法,在实际生产中,在线跟踪控制技术也能得以更好地实现。最后,对传统的遗传算法进行改进,以自适应算子和流程为主,根据优胜劣汰精英保留策略,选取最优个体进行迭代运算,利用MATLAB进行实数编码,在本文进行的时间最优运算的全局搜索性得到了保证,收敛速度也有所提高。在满足各运动参数的约束下,利用改进的自适应遗传算法寻求最优解,并在ADAMS中进行仿真验证。该算法为机械手进行轿车天窗检测的时间最优轨迹规划提供了理论支持。
【关键词】：机械手 轿车天窗检测 B 样条曲线 轨迹规划 时间最优 遗传算法
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.2;TP241
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 选题背景及意义7-8
• 1.2 机器人研究现状及发展趋势8-9
• 1.3 轨迹规划方法的研究现状9
• 1.4 本文研究目标及研究内容9-10
• 1.5 本章小结10-11
• 第二章 轿车天窗装配误差检测平台机械手运动学分析11-24
• 2.1 轿车天窗装配误差检测平台概述11-15
• 2.2 ES165D型机械手连杆参数及坐标系定义15-20
• 2.2.1 ES165D型机械手的结构和参数15-16
• 2.2.2 建立机械手运动学方程16-20
• 2.3 轿车天窗装配误差检测平台机械手逆运动学分析20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 轿车天窗装配误差检测平台机械手轨迹规划24-43
• 3.1 轨迹规划概述24-25
• 3.2 机械手关节空间轨迹规划方法25-32
• 3.2.1 机械手三维几何模型的建立25-29
• 3.2.2 机械手关节空间轨迹规划29-32
• 3.3 基于五次B样条的机械手运动轨迹规划32-39
• 3.3.1 五次B样条曲线规划方法32-36
• 3.3.2 五次B样条的机械手轨迹规划36-39
• 3.4 轿车天窗装配误差检测平台机械手运动轨迹规划39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于遗传算法的时间最优算法43-52
• 4.1 关于机械手最优时间轨迹规划的概述43-44
• 4.2 遗传算法的基本原理44-47
• 4.2.1 遗传算法的实现步骤44-46
• 4.2.2 改进遗传算法的运算流程46-47
• 4.3 基于五次B样条的机器时间最优运动轨迹规划47-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 研究总结52
• 5.2 研究展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58
• 作者简介58
• 攻读硕士学位期间研究成果58

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本文编号：500064