機(jī)械臂運(yùn)動路徑設(shè)計(jì)問題

機(jī)械臂運(yùn)動路徑設(shè)計(jì)問題自1959年美國的英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人“尤尼梅特”開始，近半個世紀(jì)以來，機(jī)器人的研制和應(yīng)用以驚人的速度發(fā)展并取得長足的進(jìn)步。當(dāng)今世界，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域已十分廣泛，包括工業(yè)生產(chǎn)、?？仗剿?、醫(yī)療康復(fù)和軍事活動等，此外，機(jī)器人已逐漸在醫(yī)院、家庭和一些服務(wù)行業(yè)獲得應(yīng)用。從生產(chǎn)車間中的焊接機(jī)械手，到水下自治式機(jī)器人，從娛樂性的拳擊機(jī)器人，到伊拉克戰(zhàn)場上的無人駕駛機(jī)，機(jī)器人已經(jīng)與我們的日常生活息息相關(guān)。機(jī)器人通常分為關(guān)節(jié)式機(jī)器人（或稱機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)器人操作臂、工業(yè)機(jī)器人等）和移動式機(jī)器人。一般來說，前者具有更多的自由度，而后者的作業(yè)范圍則更大一些。以某型號機(jī)器人為例，其示意圖見圖1：喪圖1約機(jī)日器人霉結(jié)構(gòu)獸圖醫(yī)這種素機(jī)器筋人一存共有緩6個有自由本度，總分別甚由六擋個旋銅轉(zhuǎn)軸久（關(guān)雀節(jié)）村實(shí)現(xiàn)銀，使巴機(jī)器昏人的歡末端擱可以食靈活襪地在而三維殊空間盛中運(yùn)侮動。忽為了問便于岸分析鳳和計(jì)吸算，退我們疫對機(jī)掘器人隨結(jié)構(gòu)冰進(jìn)行食簡化償，簡噴化后依的數(shù)甜據(jù)見唇圖2慣和參逝數(shù)表廁1。錢這里還用七姻條直騾線段脊表示買機(jī)器朽人的刮七個帥連桿嘆，連較桿之怕間用右所謂活的旋膊轉(zhuǎn)關(guān)劫節(jié)連疏接，宵已知這AB扎＝1惑40坦mm串，每BC冰＝2叔55你mm跡，埋CD魂＝2烈55伯mm誦，袍DE楊＝6始5m值m。尤根據(jù)無旋轉(zhuǎn)范的方旬向分柜成兩慨類關(guān)熔節(jié)，尸旋轉(zhuǎn)尚軸分?jǐn)偲叫懈膺B桿環(huán)的（聰如圖泰1的并自由廣度一圾、四久、六窩，對祥應(yīng)于雜圖2醒中的寬F洋，局G瞇，榨H專）和氧垂直趨連桿鮮的（彎如圖里1的多自由潑度二屬、三良、五因，對遇應(yīng)于任圖2榴中的駕B歲，凡C踐，街D狀）兩堤種，值前者督如筆現(xiàn)帽的柴轉(zhuǎn)動悼方向弱，后紫者如城搖柄碗的轉(zhuǎn)航動方拍向。在每一露個關(guān)塌節(jié)對拾應(yīng)一待個角碌度敬，這存?zhèn)€角劫度表莖示前喝一個矮連桿項(xiàng)方向鉗到后夏一個畫連桿德方向怕轉(zhuǎn)角逆（對份于臭B慌，榨C遣，為D免），踐連桿評方向質(zhì)為鄭AB漁、粉BC莊、哥CD炎、慘DE私，變或者耗相對恢于初稻始位趙置的發(fā)轉(zhuǎn)角培（對復(fù)于鍛F索，享G反，丹H設(shè)）污，假蝕設(shè)機(jī)賭器人纏的初洲始位慘置是尼在一惰個平扔面上河的（蓋y-換z事平面馬）識。為銳了使不機(jī)器工人運(yùn)高動得兔更加休靈活鴨允許仇關(guān)節(jié)膛的轉(zhuǎn)洪角超偵過3調(diào)60繁°腿的。辨圖2懲：機(jī)壘器人凈的尺慌寸圖證機(jī)器朋人關(guān)州于六宮個自義由度浪的每摔一個恰組合佳，表睛示機(jī)炸械臂其的一朋個姿項(xiàng)態(tài)，肺顯然電每個次姿態(tài)獎確定闖頂端龜指尖奶的空捧間位頂置鬧X氣：貢。假江定機(jī)碎器人鍛控制輛系統(tǒng)翠只能欲夠接軟收改珍變各稍個關(guān)芝節(jié)的獸姿態(tài)抱的關(guān)懼于連說桿角獄度的織增量丟指令胳（機(jī)僵器指道令）揉，使砍得指股尖（遞指尖岸——鼓—洪圖2賭中的祥E點(diǎn)寧，具彎有夾僚工具碑、焊斑接、紅擰螺孟絲等薪多種叛功能鬼，不適過在任這里份不要譽(yù)求考攪慮這湊方面室的控季制細(xì)犁節(jié)）滅移動蔥到空棉間點(diǎn)慌X′擇，其群中各糖個增兔量牢只能塑取到花-2挑,抓-1勉.9黨,犁-1滾.8啞,感┅吉，1你.8樣,擾1.演9,皆2宏這4章1個禍離散攜值（捧即精誤度為逗0.靈1惜°奉，絕役對值奧不超房過2券°湊）。簽通過殘一系丸列的關(guān)指令面序列額可以棵將指塑尖榨依次隱到榮達(dá)位庫置過X諒0砌，肥X從1唉，我┅獵，脊X礙n攤，則陳稱申X菌0憐，士X沾1獎，哄┅味，宿X爆n暫為從彩指尖器初始估位置竊X銜0開到達(dá)偵目標(biāo)倦位置圈X戴n頌的一冷條路銀徑（驚運(yùn)動您軌跡植）。窮根據(jù)裁具體竹的目脫標(biāo)和能約束農(nóng)條件蹈計(jì)算趙出合千理、萄便捷鏈、有龜效的恰指令省序列型是機(jī)嫌器人泳控制采中的走一個議重要童問題慈。我太們約愁定直購角坐宮標(biāo)系勿的原宋點(diǎn)設(shè)閥在圖聾2的寫A點(diǎn)銹，繡z憶軸取騾為A賞B方家向，法x旨軸垂寨直紙史面而叨y撓軸則懼在基障座所著固定伙的水騎平臺飯面上剛。全1．駐根據(jù)盆市場嚴(yán)需求咱，機(jī)抗械臂遠(yuǎn)制造路廠打阿算為艙他們脂的產(chǎn)穗品研屈發(fā)一封個軟禾件系侄統(tǒng)，轟能夠補(bǔ)直接昌將用液戶的匪運(yùn)動枕命令取自動寒轉(zhuǎn)換特成機(jī)貫器指充令序蠟列。瓶即為姜這類劑機(jī)器落人設(shè)宋計(jì)一陵個孝通用塑的算耕法，顏用來濃計(jì)算闊執(zhí)行華下面賴指定昌動作瘋所要罷求的的指令傅序列鑼，并肺要求辣對你抄們算倆法的戲適用潔范圍醉、計(jì)肺算效苦率以可及你異們的馬近似勿算法佳所獸造成家的誤吐差和楊增量販離散堅(jiān)取值拐所冒造成驅(qū)的誤駱差大紫小進(jìn)壘行討狀論（親不考悉慮其寬他原摧因造銷成的胡誤差蘇）：舍①醋．已黎知初梨始姿提態(tài)坑Φ煮0回和一陸個可串達(dá)目落標(biāo)點(diǎn)銳的空安間位倡置（呈O是x宗,訴O女y宅,斑O越z金），盛計(jì)算厘指尖沉到達(dá)黃目標(biāo)務(wù)點(diǎn)的錄指令來序列冷。號②巡．要化求指問尖沿它著預(yù)篇先指今定的濃一條靜空間個曲線屢x災(zāi)=細(xì)肺x始(蓋s情),姿戰(zhàn)y披=龜歉y屯(朋s艦),抹缺z步=情敞z莫(沙s春),賴坑a幣≦望s般≦央b漲移導(dǎo)動，竭計(jì)算逃滿足泛要求雜的指煎令序直列。跪③繡．在籠第練①持個問羨題中賠，假揚(yáng)設(shè)在跡初始于位置牛與目值標(biāo)位重置之訪間的摸區(qū)域足中有原若干仍個已妨知大宮小、揉形狀亦、方暖向和枕位置宿的障允礙物井，要定求機(jī)稱械臂符在運(yùn)首動中痛始終范不能測與障鞭礙物藏相碰鼓，否猴則會態(tài)損壞趙機(jī)器技。這粉個問尋題稱技機(jī)械矮臂避起碰問城題，尖要求駐機(jī)械灣臂末秩端在蠢誤差跪范圍耕內(nèi)到興達(dá)目碌標(biāo)點(diǎn)案并且趕整個禿機(jī)械棉臂不免碰到己障礙煮物（銅機(jī)械壞臂連弊桿的興粗細(xì)端自己析設(shè)定汪）。語2.議應(yīng)收用你奪的算菠法就而下面針具體鬼的數(shù)宰據(jù)給香出計(jì)蛙算結(jié)發(fā)果，厲并將渡計(jì)算支結(jié)果梢以三捎組六私維的駁指令動序列改（每異行6躬個數(shù)拆據(jù)）健形式論存放秤在E鉤xc階el前文件雄里，移文件氣名定景為有an鉗sw杏er際1.灰xl談s，睛an已sw槍er語2.集xl彼s扣和衛(wèi)an抗sw慈er削3氏.x杠ls浮。篩假設(shè)斯在機(jī)皇械臂廈的旁親邊有捏一個阻待加暢工的劣中空線圓臺證形工爆件，愛上部籍開口晴。工盾件高殼18浙0m餃m，掃下底貼外半促徑1虹68更mm檢，上樓底外診半暮徑9蜘6m欲m，詞壁厚晉8m津m。餡豎立嗓地固忠定在寇xy犁－平貞面的裳操作復(fù)臺上隨，底膜部的沫中心湊在爽(2騾10體,獎0,筍0歸)。造①頑．要框求機(jī)碎械臂沃（指宮尖）匯從初錫始位珠置移吵動到牲工具矩箱所河在位季置的免(線20管,－倆20才0,目1稼20晃)萄處，腎以夾郵取要前用的寬工具爐?？发趽P(yáng)．如插果圓所臺形步工件幼外表遲面與遮平面運(yùn)崗x社=巨2向瘦z叼銅的交盾線遇是鐮一條誘裂紋水需要設(shè)焊接程，請雹你給炕出機(jī)螺械臂面指尖叮繞這授條曲堂線一痕周的縫指令賣序列欲。企③驚．有施一項(xiàng)示任務(wù)劇是在絨工件瀉內(nèi)壁蹲點(diǎn)焊猛四個棄小零咱件，孟它們能在內(nèi)紐表面旁上的滔位置女到懼xy栽平面漸的投禾影為慌（3筋20陪,-凳10液4）區(qū)、（韻12摩0,應(yīng)10日6）煌、（剩19蛛0,歡-1培25鳥）和無（2深55妻,8辜8）慘。要香求機(jī)罵械臂租從圓紋臺的繞上部預(yù)開口嘩處伸雹進(jìn)去羅到達(dá)拜這些退點(diǎn)進(jìn)架行加謙工，供為簡毒捷起健見，嘆不妨話不計(jì)殿焊條安等的液長度塊，只綿考慮令指尖商的軌兩跡。評3．榨制造蠢廠家爪希望調(diào)通過末修改肉各罪條龍連桿戰(zhàn)的罰相對薪長度墾以及寄各關(guān)宗節(jié)最膚大旋掃轉(zhuǎn)角愈度等仍設(shè)計(jì)防參數(shù)萬提高躁機(jī)械葛臂的內(nèi)靈活宰性和潤適用襪范圍漫。請物根據(jù)篩你們煩的計(jì)樣算模慎型給由他們標(biāo)提供浙合理淘的建反議。邁關(guān)節(jié)陶變量豐符號批初始賓位置仙變量炊范圍絹1檔0歌±能18喂0潮2駝-9賴0骨±木1團(tuán)25騾3旋0賞±汪1尋38側(cè)4綠0至±租27把0重5爪-9勉0塌-1智20特巖+1鮮33殊.5我6蠅0慌±監(jiān)27鵲0蘋參數(shù)軋表1笑客初始心姿態(tài)禁Φ諸0認(rèn)和動嚼作范辣圍丑論文娛寫作葵要求侄：雀論文蒙用白午色A倘4紙蹈單面暈打印惑；上鑰下左蓋右各次留出市至少裹2.活5厘常米束的頁鳴邊距磁；療從左略側(cè)裝抵訂。艇論文刻題目探和摘遼要寫離在論顯文第達(dá)一頁睡上，撥從第住二頁報(bào)開始霜是論戲文正術(shù)文?；鹫撐你晱牡诳级撀蓍_始顛編寫需頁碼析，頁銅碼必禾須位之于每隨頁頁栽腳中托部，炭用阿瞎拉伯打數(shù)字育從礎(chǔ)“捷1病”擴(kuò)開始周連續(xù)國編號闊。放論文重有頁慮眉，曠標(biāo)上蝶：溫被州大畫學(xué)甌適江學(xué)糟院數(shù)宋學(xué)建以模與蠶實(shí)驗(yàn)幟課程互論文燙。摘論文欲題目扯用羅三號娘黑體挑字串、一猶級標(biāo)哀題用紐四號菜黑體藏字規(guī)，獻(xiàn)并居剪中；熄二級抓、三矩級標(biāo)博題用蛙小四溜號黑棋體字蹦，膛左端握對齊喪（不藝居中擔(dān)）。賊論文輕中杯其他餓漢字晚一律濕采用限小越四欺號宋鼻體字膚，行托距用邊單倍嬸行距畢，打粗印時巨應(yīng)盡奪量避剝免彩尼色打劉印。乓提請墾大家扔注意雷：摘余要慣應(yīng)該波是一諸份簡荷明扼古要的茄詳細(xì)蔬摘要夫（包蜜括關(guān)停鍵詞亭），泰在整藝篇論愉文評唯閱中韻占有腎重要武權(quán)重鵲，請典認(rèn)真滲書寫未（注呢意篇茂幅不叫能超蓬過一賞頁，犬且無你需譯敵成英嗚文）渣。煎引用殺別人徐的成課果或史其他玩公開陶的資押料(腸包括儀網(wǎng)上掀查到遼的資繁料)鈔必習(xí)須按慣照規(guī)疤定的素參考依文獻(xiàn)隆的表愁述方鉤式在奪正文酸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