[發明專利]一種表面改性機器人關節空間軌跡優化的方法

有效

• 申請號: 201810031479.3
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108393883B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 溫貽芳;楊揚;徐朋;丁琳
• 申請（專利權）人: 蘇州工業職業技術學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種表面改性機器人關節空間軌跡優化的方法，包括以下步驟；S1：建立表面改性機器人模型；S2：確定表面改性軌跡參數，其中，表面改性軌跡參數包括表面改性的軌跡、表面改性的速度以及表面改性的時間長度；S3：軌跡點采樣，在表面改性的軌跡上等時間間隔選取參考點；S4：根據選取的參考點進行逆運動學求解，得到表面改性機器人的關節加速度解的集合；S5：根據表面改性機器人的關節加速度解的集合，使用遺傳算法求出機器人的關節加速度的最優解。

技術領域

本發明涉及表面改性機器人對材料表面改性的領域，尤其涉及一種表面改性機器人關節空間軌跡優化的方法。

背景技術

在實際表面改性工作過程中，表面改性機器人工作基面上的軌跡已知，所以表面改性機器人的軌跡規劃主要是針對關節空間中的軌跡規劃，以使機器人的末端運動軌跡與已知的工作基面軌跡相吻合。

關節空間中的軌跡規劃針對表面改性機器人的每一個運動關節選取一定的關節位置點，一般包含起始點、終點和中間點，然后通過構造光滑函數來連接這些點，以描述每個關節的運動情況。由于表面改性機器人的冗余特性，其在關節空間有無數多個優化逆解，使得表面改性機器人關節空間運動特性非常復雜，所以表面改性機器人末端的運動路徑很難描述。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種表面改性機器人關節空間軌跡優化的方法，其能夠提高表面改性機器人關節空間運動的穩定性和末端執行器運動的準確性。

為解決上述問題，本發明的技術方案為：

一種表面改性機器人關節空間軌跡優化的方法，包括以下步驟；

S1：建立表面改性機器人模型；

S2：確定表面改性軌跡參數，

其中，所述表面改性軌跡參數包括表面改性的軌跡、表面改性的速度以及表面改性的時間長度；

S3：軌跡點采樣，

在所述表面改性的軌跡上等時間間隔選取參考點；

S4：根據選取的所述參考點進行逆運動學求解，得到所述表面改性機器人的關節加速度解的集合；

S5：根據所述表面改性機器人的關節加速度解的集合，使用遺傳算法求出所述機器人的關節加速度的最優解。

根據本發明一實施例，所述步驟S5包括，

S51：確認基因的編碼方式，

將所述關節加速度解的浮點數形式變為二進制形式，根據加速度約束以及所述表面改性機器人的性能約束得到所述表面改性機器人的各個關節的加速度值的允許范圍[a_i,b_i]，設相應的精度為k_i，根據下式確定所述遺傳算法中的基因中的所述各個關節對應的加速度二進制串的長度n_i，

其中，1≤i≤i_total，i為所述表面改性機器人的關節的編號，i_total為所述表面改性機器人的關節的總數；

所有關節的加速度組成變量所述變量對應的二進制串總的長度為一個染色體的長度，見下式：

所述變量對應的二進制串就構成了一個個體的完整染色體；

相應的解碼就是將上述過程反向操作；

其中，為編號為i的關節的加速度值；

S52：初始化種群，