1、機(jī)器人關(guān)節(jié)發(fā)生故障后將故障關(guān)節(jié)鎖定是一種簡單可靠的容錯(cuò)方式,它已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和研究。很明顯,故障關(guān)節(jié)被鎖定對(duì)機(jī)器人在鎖定時(shí)刻及鎖定后的末端軌跡都會(huì)產(chǎn)生一系列的影響。本文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備建立了一個(gè)冗余度機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用該平臺(tái)對(duì)冗余度機(jī)器人的末端誤差進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究,并且提出了一種新的優(yōu)化算法能夠有效控制機(jī)器人關(guān)節(jié)鎖定時(shí)刻的末端誤差。 首先,本文通過最小范數(shù)法來規(guī)劃平面3R機(jī)器人的末端軌跡,選取直線和圓兩種典型軌跡

2、作為機(jī)器人的末端操作任務(wù),經(jīng)仿真分析得出,機(jī)器人在執(zhí)行末端任務(wù)過程中,位姿不斷變化,鎖定機(jī)器人后各關(guān)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生速度突變,并且根據(jù)不同的末端任務(wù),在不同時(shí)刻鎖定,關(guān)節(jié)速度突變的大小會(huì)有所不同。其次,對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中所要用到的主要設(shè)備:PowerCube模塊化機(jī)器人和OPtotrack3020三維測量儀系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了分析介紹,并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,建立了平面3R冗余度機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在位姿不同,關(guān)節(jié)速度突變不同的情況下鎖定機(jī)器人,測量機(jī)器

3、人的末端軌跡。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出：在鎖定時(shí)刻,機(jī)器人的末端誤差主要取決于關(guān)節(jié)速度突變；在鎖定后,機(jī)器人的末端誤差主要取決于退化機(jī)器人的關(guān)節(jié)速度。 最后,為了降低冗余度機(jī)器人的關(guān)節(jié)速度突變,從而控制鎖定時(shí)刻的末端誤差,本文提出了一種最小關(guān)節(jié)速度突變優(yōu)化算法。同時(shí),分析了兩種算法對(duì)應(yīng)的速度突變的差值。最后,分別用最小關(guān)節(jié)速度突變優(yōu)化算法和最小范數(shù)法來規(guī)劃平面3R機(jī)器人的末端軌跡,通過對(duì)比并且兩種算法的仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了結(jié)