机器人技术基础及应用 课件 项目二 认识机器人运动控制+任务五 认识工业机器人轨迹规划

机器人技术基础及应用教研室：机器人技术

项目二认识工业机器人运动控制

任务五认识工业机器人轨迹规划目录任务工单2任务提出1任务准备3任务总结5任务实施4一、任务提出任务提出本任务在了解工业机器人运动学与动力学后，研究工业机器人在执行作业任务时应预先在关节坐标或者直角坐标下，规划其路径与运动轨迹。二、任务工单任务工单项目名称项目二

初识工业机器人运动控制任务名称任务五

初识工业机器人轨迹规划实训场地

实训设备

学

时

班

级

学号

姓

名

工位号

知识目标（1）了解工业机器人路径和轨迹。（2）了解工业机器人轨迹规划。技能目标（1）能够绘制工业机器人作业空间、末端执行器、关节的轨迹规划的原理图。素质目标（1）增长见闻、关注行业；（2）安全生产、提高效率；（3）文明生产、保证质量；（4）提升自信、服务产业。任

务

内

容1.工业机器人路径和轨迹概念。

2.绘制工业机器人作业空间的轨迹规划的原理图。

3.绘制工业机器人末端执行器的轨迹规划的原理图。

4.绘制工业机器人关节的轨迹规划的原理图。

三、任务准备（一）思维导图三、任务准备（二）知识详解1.工业机器人路径和轨迹连接起点位置和终点位置的序列点或曲线称为路径。路径规划是根据作业任务的要求，计算出预期的运动轨迹不考虑机器人位姿参数随时间变化的因素。轨迹则与何时到达路径中的每个部分有关，强调的是时间。三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（1）轨迹规划轨迹是指工业机器人在工作过程中的运动轨迹，即运动点的位移、速度和加速度。对机器人的任务进行描述，即运动轨迹的描述。根据已经确定的轨迹参数，在计算机上模拟所要求的轨迹。对轨迹进行实际计算，即在运行时间内按一定的速率计算出位置、速度和加速度从而生成运动轨迹。规划是一种问题求解方法，即从某个特定问题的初始状态出发，构造一系列操作步骤（或算子），以达到解决问题的目标状态。三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（2）轨迹规划的一般问题：对机器人的任务进行描述，即运动轨迹的描述。根据已经确定的轨迹参数，在计算机上模拟所要求的轨迹。对轨迹进行实际计算，即在运行时间内按一定的速率计算出位置、速度和加速度从而生成运动轨迹。三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（3）关节空间轨迹规划的原理框图三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（4）关节轨迹跟踪控制原理框图三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（5）作业空间轨迹规划原理框图三、任务准备2.工业机器人轨迹规划（二）知识详解（6）末端轨迹跟踪控制的原理框图四、任务实施1.填空题（1）运动轨迹规划可以分为路径规划和

生成两部分。（2）连接起点位置和终点位置的序列点或曲线称为

。（3）机器人轨迹是指工业机器人在工作过程中的

，即运动点的位移、速度和加速度。（4）机器人关节空间轨迹规划中，由于每个关节在相应路径段运行的时间相同，所有关节都将同时到达路径点和目标点从而保证工具坐标系在各路径点具有预期的

。（5）机器人进行作业空间轨迹规划时必须反复求解逆运动学方程，以计算

。四、任务实施2.判断题（1）路径规划是找到无干涉并能完成任务的路径点，而轨迹生成是形成一系列运动连续的参考点，以发送到控制器驱动机器人运动。（）（2）轨迹规划是指根据作业任务要求确定轨迹参数并实时计算和生成运动轨迹。（）（3）路径规划既可在关节空间中进行，不可在直角坐标空间中进行。（）（4）机器人轨迹规划中，对轨迹进行实际计算，即在运行时间内按一定的速率计算出位置、速度和加速度从而生成运动轨迹。（）（5）采用作业空间描述时计算量远大于采用关节空间描述，使用该方法能得到一条可控、可预知的路径。（