六自由度检修机械臂路径规划研究

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1、六自由度检修机械臂路径规划研究密级：分类号：――UDC：编号：工学硕士学位论文六自由度检修机械臂路径规划研究硕士研究生：杨秀成：指导教师陆军教授：学位级别工学硕士：学科、专业控制理论与控制工程：所在单位自动化学院论文提交日期：2009年12月论文答辩日期：2010年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学U．D．C：ADissertationfortheofDegreeM．EngResearchofSix．．DOFManipulator’S’Path-．、PlanningjCandidate：YangXiuchengsor：Prof．LuSuperv

2、iJunAcademicDegreefor：MasterofAppliedEngineeringSpeciality：ControlandTheoryEngineeringDateofSubmission：Dec，2009DateofOralExamination：Mar，2010JUniversity：HarbinEngineeringUniversity●哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的

3、内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签字：韶；7碱??’、日期：Ⅵf口年；月9日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的

4、全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。口口在授予学位12个月后本论文卿在授予学位后即可解密后由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。翩签趴刀作者签字：邗勿磊呔矽lD年；月c7日日期：们to年岁月9日哈尔滨T程大学硕十学位论文摘要在机器人的智能控制中，避障路径规划是其研究的重点和难点。它的任务就是在具有障碍物的环境内，按照一定的评价标准如最短路径长度、最短行进时间、最小能量消耗等，规划出一条从起始点到目标点的最优或次优无碰避障路径。根据六自由度检

5、修机械臂自身的构造特点及其工作环境蒸汽发生器的狭窄性，本文给出了一种基于RRT算法的避障路径规划方法。在研究检修机械臂避障路径规划之前，给出了机械臂工作过程模型及其运动学求解的方法。其中，逆运动学求解问题较为复杂，根据该机械臂构造冗余度低，工作环境受限的实际情况，给出了一种简单易行的几何图解法，并通过仿真实验对其进行了验证。本文就检修机械臂工作过程中所采用的碰撞检测技术进行了深入的探讨，并根据该控制系统的特点，给出了基于网络包围法AABB包围盒和等效空间圆柱体相结合算法的碰撞检测方法，该方法简单有效，可以很好地解决路径规划中的碰撞检测问题。文中

6、重点讨论了基于RRT算法的采样策略、扩展策略、最近点的求取方法、搜索树的数量等问题，给出了适合于该检修机械臂控制系统的双向平衡搜索树的路径规划方法。应用VC++开发平台，在基于OpenGL的仿真控制系统中，编写了机械臂避障路径规划的仿真程序，并给出了其软件设计与实现的详细分析方法。同时，在机械臂仿真控制系统中做了相应的实验，通过对实验结果的综合分析，验证了该避障路径规划方法的可行性和有效性。●关键词：六自由度检修机械臂；路径规划；双向平衡搜索树；网络包围法哈尔滨-丁程大学硕十学位论文ABSTRACTIntherobot’Savoidanceis

7、acontrol，obstacleintelligentpathplanningkeyanddifficultmissionisabletobestatedasfollows：inobstaclesproblem．ItsonacertainevaluationaStheshortestofenvironment，basedlengthcriterionsuchSOshortesttimeofminimalofpath，themoving，theconsumingenergy,andon，fromstarttodestinationanpoint

8、point，plansoptimalorstructuralthesix-DOFtothefeaturesoffreeobstacleavoidanc