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1、第31卷第4期2013年8月轻工机械Light Industry MachineryVol. 31 No. 4Aug. 2013研究设计DOI：10.3969/j. issn. 1005-2895.2013.04.004五自由度采摘机械臂关节空间轨迹规划卢君宜舄熊晓松-朱东2(1武汉科技大学城市学院 机电工程学部，湖北式汉430083；2.武汉新能车桥技术发展有限公司,湖北武汉430074)摘 要：为了保证采摘机械僧能够快速准确完成采摘任务，根据其结构采用DH法建立坐标系，利用几何分析法推导 其运动学模型和逆运动学解，在关节空间內进行了摆线运动轨迹规划，并采用Matlab工具对其规划轨迹进行仿
2、真模拟， 结果表明该规划方法不仅计算简单，而且使得机械勺运动平稳，无振动和过冲现象，同时满足其准确映速完成采摘任务 的要求。关 键 词：采搞机械巒；五自由度;摆线运动；轨迹規划中图分类号:TP241.2文献标志码:A文章编号：1005-28952013)04-0011-04Trajectory Planning of 5-DOF PickingManipulator in Joint SpaceLU Junyi1, XIONG Xiaosong* ,ZHU Dong2(1. Department of Mechanical & Electrical Engineering,City C
3、ollege,Wuhan University of Science andTechnology t Wuhan 430083 ,China; 2. Wuhan New Energy Axle Technology Development Co. fLtd. , Wuhan 430074,China)Abstract：To ensure picking manipulator can accurately and quickly complete picking task, a cycloid trajectory planning in joint space was developed b
4、ased on manipulator structure This planning was ublained by 匕刃abliJiiii百 cuuidinatc system with DH method, creating kinematic model and inverse kinematic solution through geometrical analysis, and also using Matlab tool to simulate the planning trajectory. The results show that the planning method i
5、s simple to calculate, and it makes the robot arm movement smooth, without vibration and overshoot phenomena, which meets its accurate and rapid requirements to complete picking task.Key words：picking manipulator； five-DOF； cycloid movement； trajectory planning机械臂的轨迹规划问题-直是国内外机器人研究 的热点问题。机械臂轨迹规划是指根据
6、操作任务的要 求，计算岀预期的运动轨迹，然后根据此预期轨迹，实 时计算机械臂运动的位移、速度和加速度，从而生成运 动轨迹。对于采摘机械臂来说，其工作环境复杂, 要求实时判断采摘对象的位置和姿态，快速、准确无误 地完成采摘任务，同时又不能损伤采摘对象。因此，采 摘机械臂的轨迹规划显得尤为重要O目前，国内外研究机械臂轨迹规划的学者很多, HAMMOUR等采用连续遗传算法规划了 6R操作臂 的运动轨迹;Paul使用齐次变换矩阵表示机械臂末端执行器运动到达的目标位置,并在关节空间内采用 二次多项式插补程序来实现相邻轨迹的平滑过渡; Taylor®为求更好、更均匀的运动用四元素法改进Paul 的方法;除此之外，还有多项式，三次样条，B样条 等规划法。文中根据采摘机械臂的运动特点需要，从控制简 单可靠，降低操作难度的角度出发，在轨迹函数、速度 函数及加速度函数连续的基础上,从加速度函数入手, 选取计算简单的摆线函数作为机械臂轨迹规划函数。 并对五自由度机械臂的实际运动轨迹进行了 MATLAB 仿真,取得了理想的结果。收稿日期：2013£4£2;修回日期：2013-05-05作者简介:卢君宜(1985),女，湖北宜昌人，硕士，武汉科技大学城市学院机电工程学部助教，主要研究方向为机器人技术及其 应用 O E-mail ：xiangshui5521 163. com