机械臂途经N路径点的连续轨迹插补算法研究.pdfVIP

第 11期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 N0．11 2014年 l1月 M odularM achineTool AutomaticManufacturingTechnique Nov．2014 文章编号：1001—2265(2014)11—0092—05 DOI：10．13462／j．enki．mmtamt．2014．11．024 机械臂途经N路径点的连续轨迹插补算法研究术 王学林 ，邢仁鹏 ，肖永飞 ，范新建 ，饶洪辉 (1．山东省科学院自动化研究所 山东省机器人与制造 自动化技术重点实验室，济南 250014；2．江 西农业大学 工学院，南 昌 330045) 摘要：为减小对工业机械臂振动和机构磨损，提高机械臂轨迹跟踪精度，在关节空间分别研究了通过 起点和终点的三次、五次和七次多项式轨迹算法，以及途经2、4个 中间点的4．3_4、3—5—3、3．3—3．3—3多 项式轨迹插补算法。在此基础上，给出了贯穿N路径点的机械臂连续三次样条轨迹快速迭代算法。 试验表 明：机械臂途经期望的N-2(Ni4)中间点时，充分满足轨迹给定的约束条件 ，保证关节位置、 速度轨迹连续可导和加速度轨迹的连续性，可进一步提高关节轨迹 的平滑性，减少额外游移运动，提 高高精度平稳控制。 关键词：轨迹规划 ；关节空间；多项式插值；三次样条；机器人控制 中图分类号：TH122；TG659 文献标识码：A EfficientInterpolationAlgorithm sthroughN PointsinRoboticContinuousPath WANGXue-lin，XINGRen—peng，XIAOYong-fei，FANXin-jian，RAOHong—hui (1．ShandongProvincialKeyLaboratoryofRobotandManufacturingAutomationTechnology，InstituteofAuto· mation，ShandongAcademyofSciences，Jinan250014，China；2．SchoolofEngineering，Nanchang，Jiangxi AgriculturalUniversity，Nanchang330045．China) Abstract：Toreducevibrationandwearonthemechanism，andimprovetrajectorytrackinginhterobots， someinterpolationalgorihtmswithcubic，quinticandseventhorderpolynomialsayeinvestigatedbetweentwo pointsforroboticsjointspacetrajectory，andincludingthe4-3-4，3-5—3and3-3—3—3—3polynomialsalgorithms throughthetwoorfourintermediatepointsincontinuouspath．Onhtisbasis，fastiterativealgorihtm isgiven whichcaninterpolatethroughtheN—pointsincontinuouspaht withcubicspline．Theresultsshow thatthero— botpassingthroughthedesiredN一2(NI4)intermediatepoints，itcanfullysatisfytheconsrtaintsgiven trajectory，toensurebecontinuouslydifferentiableforthejointposition，velocityandkeepstillcontinuously forhteacceleration，SOitcanbefurtherimprovedsmoothnessofthejointtrajectoryandreducemovementof theadditionalwander，andcanb