基于改进RRT算法的弹药装填机器人路径规划

针对快速随机树(rapidly-exploring random tree,RRT)算法盲目生成搜算节点、扩展无方向性和路径曲折不光滑等问题,对传统RRT算法进行改进。通过引入概率值,减少生成的随机点;采用目标偏置策略,引导随机树向目标点生长,利用变步长减少目标点附近的震荡;对路径进行简化并通过3次B样条曲线对初始路径进行优化。仿真结果表明:改进的RRT算法能有效缩短路径长度,减少转折次数,提高路径的平滑性,具有良好的有效性。

基于图解法与蒙特卡洛法的弹药装填机器人工作空间分析

利用图解法对弹药装填机器人工作空间的截面进行了分析,而后根据由数值法衍生而来基于随机抽样的蒙特卡洛法对弹药装填机器人工作空间进行了仿真与求解,并对两者所求得的工作空间进行了对比分析,弥补了两种分析方法各自存在的不足,得到了弹药装填机器人在复杂工作环境与任务下的工作空间,为下一步进行机器人的轨迹规划、避障和运动控制奠定了基础。

弹药装填机器人正向运动学分析

针对D-H参数法求解RPRRP型弹药装填机器人正向运动学过程复杂、效率低的问题,提出了基于POE法的弹药装填机器人正向运动学求解方法。建立了弹药装填机器人的机构模型和旋量参数,计算了各关节的运动旋量,采用POE法进行正向运动学求解。采用D-H参数法进行运动学仿真,得到了不同关节输入下的弹药装填机器人的位姿变换,通过结果对比验证了POE法求解弹药装填机器人正向运动学的正确性,分析了POE法相对于D-H参数法的优越性,探讨了POE法与D-H参数法的内在联系,并在此基础上得到了求解旋量坐标的新方法。

弹药装填机器人运动性能分析

针对弹药装填机器人在工作空间中存在奇异位形与速度失控问题,建立了弹药装填机器人的机构模型与旋量参数,求解了弹药装填机器人的雅可比矩阵,通过分析雅可比矩阵的秩,得到了机构的奇异位形,通过分析弹药装填机器人奇异位形区域的雅可比条件数,得到了弹药装填机器人速度失控位形区域,基于末端执行器速度椭球分析了弹药装填机器人的可操作度,雅可比条件数和可操作度两种指标从不同角度反映了弹药装填机器人的灵巧性。提出的弹药装填机器人奇异性与灵巧性分析方法有效提高了弹药装填机器人的运动精度和速度稳定性。

基于MAS的弹药装填机器人运动控制研究

针对7自由度弹药装填机器人关节较多,工作环境复杂的特点,为解决弹药装填机器人冗余工作时运动控制难的问题。文章运用多智能体理念,采用了单个关节独立搜索目标的方法,并通过实验进行模拟,得出弹药装填机器人单关节失效时的运动轨迹。

基于W-空间的弹药装填机器人避障路径规划

针对非确定环境下弹药装填机器人作业过程需平稳避障的要求,本文提出了一种基于W-空间的避障路径规划。首先通过对避障路径进行离散化,运用空间圆弧对避障路径进行插补计算,并将插补结果运用机器人运动学逆解转换为关节变量,采用样条函数进行第二次插值并进行了仿真,结果表明,该算法运算简单,能有效满足弹药装填机器人的避障要求,保证弹药装填机器人连续、平稳作业。

基于旋量理论的弹药装填机器人动力学建模与仿真分析

针对弹药装填机器人动力学模型存在耦合性、非线性的特点,提出了基于旋量理论的弹药装填机器人动力学建模方法。通过构建弹药装填机器人的动能旋量、势能旋量和驱动力旋量,进而确定了弹药装填机器人惯性力、重力、哥氏力与离心力的数学模型,最后建立了基于旋量理论的弹药装填机器人拉格朗日动力学方程。通过动力学仿真分析验证了该方法的合理性,为下一步的控制策略打下坚实基础。

弹药装填机器人自适应PD控制算法

针对弹药装填机器人取弹后自身质量改变较大,运转时会受到质量变化和复杂车内环境共同作用,容易产生运动位移误差现象,采用一种基于重力改进的自适应PD控制算法,实现了弹药装填机器人实际运动轨迹与预定轨迹的快速跟踪要求,并通过Matlab-Simulink进行了仿真验证,得到了较好的控制效果。

弹药装填机器人作业平台仿真系统设计与实现

针对弹药装填机器人作业过程复杂的问题,基于作业任务实用性和可操作性的要求,设计了一种作业平台仿真系统。在深入分析弹药装填机器人作业任务和工作过程的基础上,构建了总体设计方案,研究了仿真系统的稳定性技术,进行了运动控制、数据采集以及传感器精度等硬件部分设计和模块化技术的软件设计,建立了弹药装填机器人仿真系统。仿真结果表明:该设计能够实现对弹药装填机器人的控制和实时作业。

基于组合函数的弹药装填机器人轨迹规划

针对非确定环境下弹药装填机器人作业过程需满足平稳、连续及实时控制易于实现的要求,提出了基于三次多项式与五次多项式相结合的组合函数的弹药装填机器人轨迹规划方法,并对弹药装填机器人取弹作业进行了轨迹规划和仿真计算,实时得到各关节角度、角速度和角加速度,结果表明:该方法既能保证弹药装填作业过程的平稳性与连续性,又能满足作业轨迹高阶导数连续性的要求。