基于能量指标的DELTA并联机器人拾放轨迹参数优化及验证

摘要

为了减少DEL T A机器人高速工作时的能耗,对该机器人拾放轨迹的优化问题进行了研究.基于Lamé,Clothoid,分段多项式解决Adept Cycle轨迹的直角过渡问题,实现对轨迹的三维形状规划;基于Bang-bang,7次多项式与6次多项式解决轨迹插补点位置、速度、加速度的设计,实现对轨迹的一维位移与速度的规划.仿真通过DEL T A机器人的运动学与动力学模型,求解映射到驱动关节上的速度与力矩分量,并参考电机输入电能与机器人机械能耗两种能耗指标对9种轨迹进行几何参数优化.在计算能耗的过程中考虑电机再生能量的问题,对现有的能耗计算方式进行了改进.在已搭载DEL T A的平台上进行测试,验证仿真结果,找出具有最低能耗的轨迹.经过比较发现9种轨迹中,Bang-bang运动规律的分段多项式曲线为最优轨迹,且具有空间与时间可重复性.