第 ３６ 卷第 ２ 期２０１９ 年 ２ 月机 电 工 程Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ. ３６ Ｎｏ. ２Ｆｅｂ. ２０１９收稿日期:２０１８ －０７ －０９基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(ＬＹ１８Ｅ０７０００６ꎬＬＹ１８Ｅ０５００１６)ꎻ国家自然科学基金资助项目(５１３０７１５１ꎬ５１６７７１７２)作者简介:游文辉(１９９５ － )ꎬ男ꎬ福建宁德人ꎬ主要从事机械臂控制器方面的研究ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:＠１６３. ｃｏｍ通信联系人:鲁文其ꎬ男ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｕｗｅｎｑｉ＠ ｚｓｔｕ. ｅｄｕ. ｃｎＤＯＩ:１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００１ －４５５１. ２０１９. ０２. ０１５工业机械臂的轨迹规划插补系统设计 ∗游文辉 １ ꎬ王秀锋 ２ ꎬ鲁文其 １∗ ꎬ许鑫杰 １ ꎬ张 华 １ꎬ３(１. 浙江理工大学 机械与自动控制学院ꎬ浙江 杭州 ３１００１８ꎻ２. 杭州琦星机器人科技有限公司ꎬ浙江 杭州 ３１００１０ꎻ３. 浙江大学 能源工程学院ꎬ浙江 杭州 ３１０００７)摘要:针对传统梯形速度...
第 ３６ 卷第 ２ 期２０１９ 年 ２ 月机 电 工 程Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ. ３６ Ｎｏ. ２Ｆｅｂ. ２０１９收稿日期:２０１８ －０７ －０９基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(ＬＹ１８Ｅ０７０００６ꎬＬＹ１８Ｅ０５００１６)ꎻ国家自然科学基金资助项目(５１３０７１５１ꎬ５１６７７１７２)作者简介:游文辉(１９９５ － )ꎬ男ꎬ福建宁德人ꎬ主要从事机械臂控制器方面的研究ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:＠１６３. ｃｏｍ通信联系人:鲁文其ꎬ男ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｌｕｗｅｎｑｉ＠ ｚｓｔｕ. ｅｄｕ. ｃｎＤＯＩ:１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００１ －４５５１. ２０１９. ０２. ０１５工业机械臂的轨迹规划插补系统设计 游文辉 １ ꎬ王秀锋 ２ ꎬ鲁文其 １ ꎬ许鑫杰 １ ꎬ张 华 １ꎬ３(１. 浙江理工大学 机械与自动控制学院ꎬ浙江 杭州 ３１００１８ꎻ２. 杭州琦星机器人科技有限公司ꎬ浙江 杭州 ３１００１０ꎻ３. 浙江大学 能源工程学院ꎬ浙江 杭州 ３１０００７)摘要:针对传统梯形速度规划存在的变速冲击和机械臂空间轨迹跟随作业质量低等问题ꎬ将五次多项式替换传统梯形速度规划加减速区的方法应用到工业机械臂的轨迹插补系统中ꎮ 对传统梯形加减速控制的模型和轨迹插补系统进行了分析ꎬ推导了五次多项式速度插补算法的数学模型ꎬ并在 Ｍａｔｌａｂ 上对该算法进行了建模与仿真分析ꎻ为了验证算法的有效性ꎬ设计了四轴机械臂轨迹插补系统的硬件及软件ꎬ阐述了轨迹插补系统以及空间轨迹插补的实现流程ꎻ基于 Ｌｉｎｕｘ 开发平台和 ＳＣＡＲＡ 机械臂ꎬ搭建了轨迹插补系统实验ꎬ并进行了现场测试ꎮ 研究结果表明:该系统在满足参数约束的同时达到了柔性插补的设计要求ꎬ在冲击度峰值方面相比传统方法降低 ９０％以上ꎬ提升了轨迹插补的作业质量和效率ꎮ关键词:工业机械臂ꎻ轨迹插补ꎻ五次多项式ꎻ速度规划ꎻＭａｔｌａｂ 仿线 文献标志码:Ａ 文章编号:１００１ －４５５１(２０１９)０２ －０１９０ －０７Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒＹＯＵ Ｗｅｎ￣ｈｕｉ １ ꎬ ＷＡＮＧ Ｘｉｕ￣ｆｅｎｇ ２ ꎬ ＬＵ Ｗｅｎ￣ｑｉ １ ꎬ ＸＵ Ｘｉｎ￣ｊｉｅ １ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｈｕａ １ꎬ３(１. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌꎬ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｓｃｉ￣Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ２. Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｑｉｘｉｎｇ Ｒｏｂｏｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ. ꎬ Ｌｔｄ. ꎬ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１０ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ３. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１０００７ꎬ Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｐｅｅｄ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ｌｏｗ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ ｖｅ￣ｌｏｃｉｔｙ ｐｌａｎｎｉｎｇꎬ ｔｈｅ ｑｕｉｎｔｉｃ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ. Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｒａｐｅｚｏｉｄａｌ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｑｕｉｎｔｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ ｓｐｅｅｄ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｄｅｄｕｃｅｄ. Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗａｓ ｍｏｄｅｌｅｄ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｎ Ｍａｔｌａｂ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ￣ｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍꎬ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｆｏｕｒ￣ａｘｉｓ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ. Ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｎｕｘ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍａｎｄ ＳＣＡＲＡ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒꎬ ｔｈｅ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅ￣ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｗｈｉｌｅ ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄｓꎬ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｉｓｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９０％ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ.Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｏｂｏｔ ａｒｍꎻ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎꎻ ｆｉｖｅ ｄｅｇｒｅｅ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌꎻ ｓｐｅｅｄ ｐｌａｎｎｉｎｇꎻ Ｍａｔｌａｂ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ网络出版时间：2019-02-19 09:37:45网络出版地址：
