【摘 要】
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针对6R关节型机器人在上/下料过程中存在生产效率较低、偶然发生机械碰撞以及运行过程伴随振动的问题以及基本鲸鱼优化算法存在的收敛精度低、易陷入局部最优解等不足,本课题提出一种改进的鲸鱼优化算法,并基于改进的算法对6-DOF串联型工业机器人进行运动分析及轨迹规划的研究。本文主要对课题中鲸鱼优化算法改进部分的关键技术进行了研究,并对工业机器人进行了时间最优轨迹规划。首先,基于标准D-H法对研究本体建立关
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针对6R关节型机器人在上/下料过程中存在生产效率较低、偶然发生机械碰撞以及运行过程伴随振动的问题以及基本鲸鱼优化算法存在的收敛精度低、易陷入局部最优解等不足,本课题提出一种改进的鲸鱼优化算法,并基于改进的算法对6-DOF串联型工业机器人进行运动分析及轨迹规划的研究。本文主要对课题中鲸鱼优化算法改进部分的关键技术进行了研究,并对工业机器人进行了时间最优轨迹规划。首先,基于标准D-H法对研究本体建立关节空间坐标系,然后进行正、逆运动学求解,并在必经路径点前添加防撞点避免机械碰撞,计算出各路径点的相关参数值;基于拉格朗日方程和MATLAB平台先后对有无添加防撞点的作业过程进行动力学仿真实验,经对比分析后,得到了较为平滑和稳定的添加防撞点的动力学参数曲线,说明添加的防撞点是有效的;对末端操作器的工作空间做仿真实验,比较实验结果是否满足路径点不同方向的坐标值要求,然后采用五次多项式插值对添加防撞点的完整路径进行轨迹规划;提出一种改进的鲸鱼优化算法,即添加非线性收敛因子和引入惯性权重,对比分析了此改进算法的收敛性能,然后对传统的轨迹规划结果进行时间优化。实验结果证明,在实际应用场景中机器人运动优化后完整的上、下料过程总时间比优化前缩短20%至50%,说明改进后的WOA在相关领域应用中有效可信且具有实际意义。
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