基于上述的笛卡尔空间直线和弧形轨迹生成的方法就可以根据计划的任务要求来进行末端的轨迹规划。本文研究的对象,串并联喷涂机器人给定的任务要求是可以喷涂一个平面。根据喷涂机器人的喷涂范围我们可以让喷涂机器人末端连续不断的走扁s型曲线,曲线直线部分可以用直线规划来求解,而转弯部分则可以通过弧形规划来求解,转弯部分弧形的半径可由喷涂的范围来决定,这样轨迹的规划是较为节省涂料的。弧形部分的规划流程如下所示:
直线部分的轨迹规划流程如下:
可以依据笛卡尔空间直线和弧形的规划流程图通过MATLAB进行编程,就能够到各个关节角度的位置曲线。
为了使该轨迹规划的方法不失一般性,可以将轨迹曲线直线与弧形的连接处通过程序将其连接起来,让机器人末端工作执行器行走一段半扁S型曲线,并使其所在的平面倾斜,以此来检验上述轨迹规划的方法是否有效。若通过上述方法求得的关节角度曲线的变化是平稳的且没有出现关节角度的突变,则可以说明此规划方法是有效的。
现在对前面所描绘的曲线进行设定,弧形处的初始点、中间点、末端点的位姿分别为、、,直线的初始点为,末端点为,其中弧形段的速度设置为,加速度设置为,直线段的速度设置为,加速度设置为,所设定的需要规划的空间曲线如图所示:
基于上述规划流程图在MATLAB中进行编程,并将两段程序拼接在一起,再将设定值带入程序中可以得到六个关节处的角度曲线图如下所示:
根据图5-6所示,各个关节角度的曲线的变化都是较为平稳的,并没有出现角度突变的情况,各个关节角度值在直线过度到弧形处,也就是当的时候,曲线也是平滑过度的,并且这个时刻曲线的斜率为零,也就说明了抛物线过渡函数已经引入到了直线和弧形轨迹规划中并起到了平滑过去的效果,这也说明了本章所述的轨迹规划的方法是有效的,可以利用此方法来规划本文研究对象串并联喷涂机器人所有要求的笛卡尔空间的轨迹曲线。