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码垛机器人动力系统控制与轨迹优化研究中绪论（上）

时间：2017-08-17 来源：机器人在线阅读：6665 原创

1绪论

1.1研究背景

近年来，国际经济形势不容乐观并且全球经济复苏缓慢，随着一轮又一轮的科学技术及产业变革，将制造技术与信息技术融合的智能制造业正加快进入产业发展主流的步伐，对于工业机器人和服务机器人的需求将不断扩大。而作为典型的工业机器人类型之一的码垛机器人，集成了机电技术、信息技术、智能技术和计算机技术等多学科技术于一体，也广泛应用于汽车及零部件制造，机械加工，电子电气行业并延伸至物流、纺织、国防军工、和食品加工等领域中。

码垛机器人作业图如图1.1所示，码垛机器人从生产线上抓取物料并传输整齐地码放在对应托盘上，再由叉车将托盘运送到仓库堆放起来、或直接堆放至汽车上。码垛机器人操作要求较高的精确度，现如今其定位的精度至少可达0.1mm，而在要求更高领域中如焊接、装配机器人，其精确度可达微米级别。

然而，随着大型物资(商业)批发企业转型为配送中心以及用户订单多样化的需求量与日俱增，不论自动化模式下还是在线模式下的码垛皆缺乏处理多品种多批量产品的能力，更不用说原始的人工码垛[5]。这些都为码垛机器人在市场上进一步的提升和发展提供了机会，以使得码垛机器人在速度处理上、抓取重量上及柔性化程度都得到了不但提升。

机器人系统在运动过程中必须遵循一个原则，就是运动过程中尽量平滑、平稳，也就是要避免位置、速度和加速度的突变，如果运动不平稳会产生机械部件的磨损加剧，并导致机器人系统的振动和冲击。事实上，突变的运动需要无穷大的动力实现，而电动机因受物理的限制不能提供上述动力。因此，对于高速运转的机器人系统，为获得较好的动力学特性，解决问题的关键和基础就是对机器人动力硬件系统和运动控制系统进行深入的研究并且合理规划机器人运动空间轨迹和算法。