基于ROS的碼垛機器人運動仿真及軌跡規(guī)劃.pdf

1、碼垛機器人作業(yè)具有占地面積小、作業(yè)范圍廣、多生產(chǎn)線作業(yè)等特點，可以提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化加工以及減少人工成本，而且能夠提高作業(yè)穩(wěn)定性進而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。由于作業(yè)速度的提高，以及工作環(huán)境的復雜性，一方面要求機器人軌跡運動過程的平穩(wěn)，另一方面可以避開環(huán)境中已知的障礙物。課題圍繞碼垛機器人運動仿真以及軌跡規(guī)劃功能展開，進行運動學建模與分析，對其工作空間進行求解，基于ROS系統(tǒng)進行仿真平臺的搭建，進行笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究，

2、進行機器人仿真實驗。
　　本文首先對碼垛機器人的構(gòu)型進行分析與簡化，分析了連桿、關(guān)節(jié)之間的約束關(guān)系，進行碼垛機器人正運動學和逆運動學的建模，利用D-H參數(shù)法建立了碼垛機器人的連桿坐標系，完成碼垛機器人的正逆運動學分析，在此基礎(chǔ)上，借助Matlab機器人工具箱、Adams軟件進行正逆運動學結(jié)果驗證分析，根據(jù)大臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角與小臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角之間的運動關(guān)系，通過正運動學公式，使用蒙特卡洛法進行工作空間的求解。
　　其次，在機器人操作系統(tǒng)

3、ROS下建立碼垛機器人的仿真平臺，使用URDF文件完成機器人模型的構(gòu)建，使用RViz3D可視化工具實現(xiàn)碼垛機器人三維仿真模型的顯示，然后對運動控制的相關(guān)節(jié)點進行設(shè)計與編譯，對機器人運動控制消息類型進行選擇，對控制與啟動文件進行配置，并分析機器人正運動學、逆運動學和避障運動的程序編譯與程序流程。
　　再次，對碼垛機器人在笛卡爾空間以及關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃研究，實現(xiàn)笛卡爾空間的直線軌跡、圓弧軌跡和兩段直線路徑間的過渡軌跡模型的構(gòu)建以及插