3R二衬切割机器人轨迹规划及仿真分析

为确保3R二衬切割机器人末端执行器对隧道圆弧面切割的连续性,同时要求各臂架轨迹运行过程角速度、加速度的连续性,运用D-H法建立机器人运动学模型,推导运动学逆解;使用蒙特卡洛算法对末端执行器可达空间进行仿真分析,保证末端执行器轨迹规划的可行性、合理性与准确性。在关节空间中,采用三次、五次多项式与多项式混合插值对机器人轨迹规划仿真并对比,分析各臂架的角度、角速度、角加速度随时间变化的函数关系。仿真结果表明:与三次多项式相比,多项式混合插值各臂架最大角加速度平均降低42.1%;与五次多项式相比,多项式混合插值中各臂架的最大角速度平均降低18.9%,最大角加速度平均降低33.1%,使加速度变化更为平滑,保证整机运行的平稳性。