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码垛机器人动力系统控制与轨迹优化研究中实验验证及分析

时间：2017-08-21 来源：机器人在线阅读：7952 原创

5.3实验验证及分析

主要研究了码垛机器人本体结构和功能，搭建了动力系统软硬件系统，并提出了基于梯形一三角拟合型函数和高阶多项式拟合函数的特殊轨迹规划方法，尽管如此，这些结果大多数是基于理论分析的基础之上。应此要求，本章最后以四自由度ABT码垛机上为实验对象进行验证，来考察机械臂的机械系统、控制系统及其工作性爵>>同时验证本课题研究的轨迹曲线算法的合理性和有效性，为码垛机器人在工业中的实际应用起到抛砖引玉的效果。

共进行10次测试，每次堆垛4层(搬运20个来回)。测得码垛过程中单包最高速度可达2.55 s，总时间为39.56 s，平均速度为3.42 s/包，这样码垛效率可达1100包瓜。通过关节运动轨迹图5.5及5.6看出，各关节位移和速度曲线光滑连续且减速过程平缓，既保证了机器人运动的平稳性又满足了高效码垛工作的要求，从而验证了运动规划方法的可行性。

5.4本章小结

本章基于关节空间对机器人轨迹运行的理论形式开展了研究，提出了能够满足机器人综合特性指标的梯形一三角拟合型插值函数曲线和高阶多项式拟合插值函数曲线，不仅保证了冲击曲线较小的突变值甚至连续性，同时将伺服电机的转速和转矩与轨迹规划算法联系起来得出最短操作时间。最后通过仿真对比分析所设计的曲线的优劣性。

另外结合码垛机器人自身特点和实际运动需求，在PTP模式下设计并优化了抓手空间运动基本路径规划，进一步提升了机器人运行效率。最后采用四自由度ABT码垛机器人为实验对象实对动力系统控制的性能以及轨迹规划理论算法进行实验验证，结果充分验证了机器人动力系统能够满足相应的工作要求。同时，提出的关节轨迹规划方法解决了关节平滑驱动的问题，表明本文的规划方法运用于实际项目中切实可行，并且有利于提高码垛运行效率。