基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人轨迹规划方法技术

技术编号:14560443 阅读:99 留言:0更新日期:2017-02-05 16:13
本发明专利技术提供了一种基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人轨迹规划方法,采用网格划分的方式将Delta机器人主传送带工作区域分割为M×N个网格并确定标准点坐标;构建笛卡尔空间“门”型抓取轨迹,推导出各主动轴角度与末端执行器位置的运动学逆解;采用引力搜索粒子群算法,以时间最优为适应度函数,在满足关节速度、加速度、脉动连续平滑且不超过伺服电机额定限制值的条件下,构造7次非均匀有理B样条函数,获取离线插值关节空间的角度-时间节点序列;Delta机器人在线识别出目标点坐标后,计算关节空间的角度离散序列,查询离线存储在三维数组中的数据,获得时间节点序列,规划运动轨迹,完成既定运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及Delta机器人轨迹规划领域,具体是指一种基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人轨迹规划方法
技术介绍
在工业现场,只需给定机器人运动的起点与终点,机器人就可以完成相应动作。为保证机器人起止点间动作的柔顺性,减少机械结构的磨损,并且在满足伺服电机各项指标的前提下快速动作,需要对机器人各关节的动作过程进行轨迹规划。目前,轨迹规划方案根据优化目标的不同,可分为能量最优、时间最优、最小脉动等类型。其中,时间最优与最小脉动的轨迹规划能够满足工业现场对生产效率以及延长机械使用寿命的需求,应用较为广泛。时间最优轨迹规划主要将求取时间节点转化为非线性寻优问题,当前,针对非线性寻优问题国内外提出了很多解决方法,如粒子群优化算法、信赖域算法、自适应和声搜索算法以及二次规划等。由于上述优化算法的复杂性以及现阶段硬件计算速度的约束,实时性成为该算法应用于工业机器人的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术为了达到Delta机器人抓取主传送带上不同位置物体时各关节启停无振动且运行时间最短的目的,提供了一种满足工业实时性要求的基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人时间最优轨迹规划方法。为达此目的,本专利技术通过如下技术方案实现:A.采用网格划分的方式将Delta机器人主传送带工作区域分割为M×N个边长为dcm(0<d≤2)的正方形,每个正方形称为网格,选取网格中心点为标准点;B.在笛卡尔空间,对所述步骤A中的标准点与固定放置点Q6采用直线与圆弧插值的方式,获取笛卡尔空间“门”型轨迹的位置离散序列{Q0,Q1,LQ6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人轨迹规划方法,其特征在于,包含以下步骤:A.采用网格划分的方式将Delta机器人主传送带工作区域分割为M×N个边长为dcm的正方形,0<d≤2,每个正方形称为网格,选取网格中心点为标准点;B.在笛卡尔空间,对所述步骤A中的标准点与固定放置点Q6采用直线与圆弧插值的方式,获取笛卡尔空间“门”型轨迹的位置离散序列{Q0,Q1,L Q6};C.根据Delta机器人结构模型,求出各主动轴角度θ1,θ2,θ3与末端执行器位置E0的运动学逆解;D.根据所述步骤C中的运动学逆解将所述步骤B中笛卡尔空间“门”型轨迹的位置离散序列{Q0,Q1,L Q6}转换成Delta机器人关节空间的角度离散序列{P0,P1,L P6};E.初始化w组关节空间的时间节点序列{t0,t1,L t6},每组关节空间的时间节点序列与笛卡尔空间中以标准点为起点的“门”型轨迹所对应的时间节点序列相一致,为简化说明,以下统称为“时间节点序列”,且每组时间节点序列的间隔{Δt0,Δt1,L Δt5}均为1s以内的随机数;F.将所述步骤D中关节空间的角度离散序列{P0,P1,L P6}与所述步骤E中任意一组时间节点序列{t0,t1,L t6}相对应,组成关节空间的角度‑时间节点序列{Pi,ti},i=0,1,L 6,并构造7次非均匀有理B样条函数插值该关节空间的角度‑时间节点序列,控制各关节的运动;G.构造时间最优适应度函数,在满足关节速度、加速度、脉动连续平滑且不超过伺服电机额定限制值的条件下,采用引力搜索粒子群算法,对w组时间节点序列{t0,t1,L t6}离线寻优,直到满足最大迭代次数,输出一组最优时间节点序列;H.采用离线方式对所述步骤A中M×N个标准点,重复以上所述步骤B~G,获得M×N组以标准点为起点的“门”型轨迹所对应的最优时间节点序列{t0,t1,L t6}并存储在三维数组A与B中;I.工业智能相机识别出主传送带上物体的中心点,该点称为目标点,利用在线查询方式,获得以目标点所在网格标准点为起点的“门”型轨迹所对应的一组最优时间节点序列{t0,t1,L t6},同时将该目标点采用类似于标准点的方法,重复以上所述步骤B~D快速规划机器人运动轨迹,完成既定运动。...

【技术特征摘要】
1.一种基于引力搜索粒子群算法的Delta机器人轨迹规划方法,其特征在于,包含以下
步骤:
A.采用网格划分的方式将Delta机器人主传送带工作区域分割为M×N个边长为dcm的
正方形,0<...

【专利技术属性】
技术研发人员:李新王永佳吉峰白瑞林
申请(专利权)人:无锡信捷电气股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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