动力学约束下的码垛机器人路径优化技术
2025-02-05 21:31
No.1336811705652748288
技术概要
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本技术介绍了一种码垛机器人路径优化技术,该技术考虑动力学约束,适用于执行复杂装箱任务。优化过程涵盖:步骤S1,依据机械臂结构参数构建运动模型;步骤S2,基于动力学模型计算轨迹;步骤S3,优化轨迹以满足动力学要求;步骤S4,实施优化后的轨迹。
背景技术
在现代工业自动化领域,码垛机器人被广泛应用于各类生产线中,以实现高效的装箱与码垛作业。随着对生产效率和安全性要求的不断提升,针对码垛机器人轨迹优化的研究变得尤为重要。尤其是在动态和复杂的工作环境中,传统的轨迹规划方法往往无法满足机器人的动力学约束,从而影响整体作业性能。 目前,许多码垛机器人设计采用的路径规划技术主要集中在几何轨迹的优化,依赖于静态模型进行规划,难以有效反映机械臂在实际操作中的动态行为和物理限制。现有技术的不足主要体现在以下几个方面: 1、动力学约束考虑不足,大多数现有轨迹规划方法未能充分考虑机械臂的运动学与动力学特性,导致在快速运动和重载情况下,无法确保机器人的稳定性与安全性。 2、传统的方法通常在复杂的装箱环境下表现不佳,尤其是在进行多物品装箱、转向与放置等任务时,路径计算往往存在冗余和不必要的运动,从而影响整体工作效率。 3、现有系统通常设计为离线规划,难以实时响应动态变化的生产环境,例如周围障碍物的移动、货物规格的变化等,导致机器人无法及时调整其轨迹。 机器人的轨迹规划主要在笛卡尔空间和关节空间展开,针对时间最优和能量优化等单一目标的研究成果较多,且研究方法大多基于机器人的运动学约束。而在实际应用场景中对工业机器人时间和能耗上的优化均具有较高的要求,因此需要针对机器人的实际工作情况,考虑时间和能量的综合优化,并减少冲击,以得到更符合实际需求的最优轨迹。 需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
李明林  姜智力  曾浩
技术所属: 福州大学
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