四川轻化工大学机械工程学院;
机械臂在工程应用中，路径点的位姿约束会影响关节冲击，从而影响机械臂作业的轨迹精度。针对“3-5-3”关节空间轨迹插值和三次、四次混合式插值等算法在实际应用中出现的关节冲击问题，通过分析多项式插值特性，提出了“5-7-5”混合插值算法。以路径分段为前提，交替应用五次与七次多项式进行关节位姿插值计算，降低机械臂关节在关键路径点处的位姿参数变化速率。以六自由度机械臂Puma560为研究对象，利用MATLAB平台建立Puma560仿真模型，并以机械臂在A、B两点完成循环搬运的运动方式为运动场景，通过混合插值算法计算6个关节的位姿变化情况，分析角度、角速度、角加速度随时间的变化规律，并与“3-5-3”、“3-4-3”等插值算法进行对比。结果表明，机械臂关节运动轨迹通过“5-7-5”混合插值算法优化后的位姿曲线连续、平滑，能有效降低关节冲击，为关节空间轨迹规划提供一种以降低关节冲击为目标的优化方法.
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[1]苏婷婷,张好剑,王云宽,等.基于PH曲线的Delta机器人轨迹规划方法[J].机器人,2018,40(1):46-55.
[2]王青,叶明露,贾秀海.基于5次非均匀B样条曲线的4自由度机器人轨迹规划[J].轻工机械,2022,40(6):7-13.
[3]郑涛,刘满禄.一种机械臂分段插值轨迹规划方法[J].机械设计与制造,2020(3):261-264.
[4] WU Q,LIN H.Daily urban air quality index forecasting based on variational mode decomposition,sample entropy and LSTM neural network[J].Sustainable Cities and Society,2019,50:101657.
[5] YE J,HAO L,CHENG H.Multi-objective optimal trajectory planning for robot manipulator attention to end-effector path limitation[J].Robotica,2024,42(6):1761-1780.
[6] GASPARETTO A, ZANOTTO V. A technique for time-jerk optimal planning of robot trajectories[J]. Robotics and Computer Integrated Manufacturing,2007,24(3):415-426.
[7]张小江,高秀华.三次样条插值在机器人轨迹规划应用中的改进研究[J].机械设计与制造,2008(9):170-171.
[8]杨静,王青云,刘二溦,等.3R二衬切割机器人轨迹规划及仿真分析[J].南方农机,2020,51(23):17-22.
[9] SHEN L,PENG Y.Study on trajectory optimization algorithm of industrial robot in joint space[J].Journal of Physics:Conference Series,2020,1676(1):012206.
[10]张金明,陈永秋.基于遗传算法的机器人轨迹插值方法的研究[J].组合机床与自动化加工技术,2020(5):48-51.
[11]王君,陈智龙,李书廷,等.焊接机器人焊接工艺参数与空间轨迹联合规划[J].组合机床与自动化加工技术,2018(8):144-149.
[12]普亚松,史耀耀,蔺小军,等.基于混合多项式插值的工业机器人关节运动规划[J].西北工业大学学报,2022,40(1):84-94.
[13]李黎,尚俊云,冯艳丽,等.关节型工业机器人轨迹规划研究综述[J].计算机工程与应用,2018,54(5):36-50.
[14]李瑞怡.七自由度重载机械臂的设计与分析[D].洛阳:河南科技大学,2020.
[15]蔚芳鑫,孙明革,周海宇.基于MATLAB的六轴机械臂运动学分析与验证[J].吉林化工学院学报,2021,38(11):59-62.
[16]陈晗,李林升.基于MATLAB的PUMA560机器人正逆解研究[J].制造业自动化,2018,40(12):34-36.
[17]王智杰,杜宇凡,杨沫,等.基于MATLAB Robotics Toolbox的Dobot机械臂运动规划[J].机械研究与应用,2021,34(2):49-51.
[18]李尉,邓朝晖,葛吉民,等.机器人关节空间轨迹规划研究进展[J].机械设计与制造工程,2022,51(10):15-23.
[19]郭领.一种串联机器人笛卡尔空间轨迹规划方法[J].机械设计与制造工程,2020,49(10):34-40.
[20]潘明章,潘雷,李昌伦,等.基于改进正余弦算法的机械臂轨迹规划[J].组合机床与自动化加工技术,2024(1):43-46.
基本信息:
DOI：
中图分类号:TP241
引用信息:
[1]罗毅,石艳,林椿松等.基于“5-7-5”混合插值的机械臂轨迹优化方法研究[J].四川轻化工大学学报(自然科学版),2025,38(01):20-29.
基金信息:
四川省科技计划重点研发项目(2022YFG0068); 四川省大学生创新创业项目(CX2023073)