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SCARA机器人二维避障的智能控制算法与仿真

供稿:nielin001 2013/9/24 10:16:58

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  • 关键词: SCARA机器人; 二维避障; 智能控制;
  • 摘要:针对SCARA机器人在水平面内躲避障碍物的轨迹规划问题,基于几何学与人工智能学理论,提出一种智能控制算法,用于生成SCARA机器人避障路径上的关节坐标值序列。仿真结果表明,该控制算法能快速有效地实现SCARA机器人在X-Y平面内的二维避障,具有较强的工程实用性。

      当前,SCARA机器人广泛应用于电子、汽车、塑料、食品等工业领域,其主要职能是完成搬运和装配工作。随着加工工艺的复杂性与精确性不断提升,SCARA机器人在流水线上经常需要与其他工业设备协同作业,难免会出现与障碍物发生碰撞的危险。因此,对工作范围内存在障碍物的SCARA机器人的运动轨迹进行规划便显得尤为重要。

      轨迹规划(Path Planning)是指给定环境的障碍物条件,以及起始点和目标点位置,要求选择一条从起始点到目标点的路径,使SCARA机器人能安全、无碰撞地通过所有的障碍物。这种自主地躲避障碍物并完成作业任务是SCARA机器人研究中的一个重要内容。轨迹规划的实质是预先给定SCARA机器人作业路径上的关节坐标值序列,使其沿预定路径运动。对于四轴机器人而言,关节3的纵向运动与关节4的带夹具运动均具有较强的灵活性,可以根据实际情况用简单的运动指令实时控制以躲避障碍物;而关节1与关节2在水平面内的关联运动在很大程度上决定了SCARA机器人的主要位姿,是障碍物避碰的主导因素。所以,合理规划关节1与关节2在水平面内的关节坐标值序列是实现避障的前提和关键。本文即是针对SCARA机器人的二维避障问题,基于几何学与人工智能学理论,提出了一种智能控制算法并加以仿真验证。

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