文献综述(或调研报告):
RTX 是美国Interval Zero公司开发的基于 Windows 操作系统的实时解决方案,随着实时软件规模和复杂度的递增,RTX 成为开发基于工业计算机的实时控制软件的首选方案。
工业机器人一般采用运动控制卡来处理实时性要求较高的任务,但因运动控制卡的开放性较差而制约了其发展。将 Windows 操作系统与 RTX 操作系统相配合,既能够满足工业机器人控制所需要的实时、高精度和多任务的要求,又具有开放性和可扩展性的优点。
- 轨迹规划研究现状:
连续轨迹规划根据规划方式的不同,分为关节空间规划和笛卡尔空间规划。
关节空间规划是指给定初始点和目标点,利用运动学逆解求出始末位置的关节角。之后根据已知的两个关节角,以及其它的约束条件,采用多项式插值法,拟合出从起始点到终点的样条曲线函数。笛卡尔空间规划是指给定一段随时间变化的曲线,实时进行逆运动学求解。由于笛卡尔空间描述的路径形状与关节位置之间有连续的对应关系,所以笛卡尔空间的路径容易出现与工作空间和奇异点有关的各种问题。比如由于结构本身的限制,一些中间点求解出的逆解为机器人不可达区间。再或者在奇异点附近,一个或者多个关节的速度、加速度的突变,使得机械臂失去控制。
对于传统的非冗余自由度机械臂来说,采用笛卡尔空间进行路径规划由于存在一定困难,所以一般默认使用关节空间路径。由于双臂机器人系统的每个机械臂均有7个自由度,实时进行运动学逆解求解时,在每个路径点位置有无数组解。所以只要选择相应的规划性能指标对机械臂进行约束,就可以寻找到一条满足要求且较优的路径。
谢进提出了采用带参有理三次样条曲线来对机器人轨迹进行插值;该插值方式和普通的三次样条曲线插值不同,普通插值方法是从一个方向来靠近曲线,不利于拟合曲线误差的缩小;而他提出的方法能够从双侧对曲线逼近,减少了曲线拟合的误差。Bazaz等人提出在关节空间中连接多个关节点的最简单插值曲线是三次多项式曲线,但该插值方式并不能满足轨迹段间的加速度连续性。文献[10]中通过对样条函数分段处理,采用多项式插值方法分段规划了机器人关节空间下的运动轨迹,但这种方法中多项式系数确定会比较困难;
虽然机器人轨迹规划方法多种多样,在一些应用场合固然能够满足特定的控制需求,但也存在着诸多缺陷,如何确定出一种性能优良的轨迹规划方法,还需根据具体的应用场景来做进一步研究和深入探讨,以研究出控制性能好、轨迹精度高的规划方法。
- 冗余双臂机器人研究现状:
随着机器人技术的飞速发展,国外双臂机器人最早于上世纪九十年代开始研发与制造,已开始逐渐应用于制造业和服务业,近些年来众多工业机器人生产制造商已经开发出多款仿人双臂机器人和样机。
国内双臂机器人技术研究仍处于预研和初步应用阶段,只有在高校和科研院所内进行相关研究,实际量产的双臂工业机器人几乎没有,早期对双臂协调操控制方法的研究对象主要是两个工业操作臂或两个工业机器人间的协调与控制。
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