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基于ROS的码垛机器人运动仿真及轨迹规划中绪论

第1章绪论
1.1课题来源及研究的背景和意义
1.1.1课题来源
本研究课题来源于国家863项目“经济型码垛机器人本体结构优化设计(项目编号2013AA040902-2 )",在实验室码垛机器人结构设计基础上,基于机器人操作系统ROS(Robot Operating System)建立码垛机器人运动仿真系统,进行了机器人轨迹规划研究,实现机器人运动仿真实验。


1.1.2研究的背景和意义
随着机电技术与机器人技术的快速发展,企业对于生产效率的需求,给工业机器人的发展提供了良好环境,工业机器人应用较为广泛,工厂中的码垛搬运就是其中一个重要用途。人工码垛搬运作业由于强度大,作业方式单一,效率较低,以及人工成本的增加,使得工厂对码垛机器人的需求增加,通过采用码垛机器人代替人工作业,得益于码垛机器人的占地面积小、作业范围广、多生产线作业等特点,不仅可以提高作业效率、实现生产线柔性化加工以及减少人工成本,而且能够提高作业稳定性进而提高生产产品的质量。
由于码垛机器人工作速度高,在运动过程中,由于机器人大的加减速和位姿的快速变化,导致伺服电机承受较大的惯量和负载波动的冲击,如果加速度控制参数不匹配将会导致刚性冲击或柔性冲击的产生,从而各关节伺服电机的实际位置轨迹与期望轨迹产生偏差,从而导致码垛机器人末端运动轨迹跟踪精度降低。对码垛机器人进行轨迹规划,实现关节加速度的平滑变化,避免产生柔性冲击,而且根据位姿的变化,使得运动路径尽可能的便捷。
机器人操作系统ROS依托于点对点的设计、多种编程语言良好运行、免费开源、易拓展性等特点,目前有多家研究单位与公司进行相关研究。但是在工业机器人上面的研究相对较少,通过在ROS仿真系统中,可以实现对机器人的运动建模,完成运动轨迹规划以及编程控制,而且可以通过RViz 3D可视化工具将机器人的运动实时显示出来,从而有利于解决机器人在实际运动过程中可能存在的问题。
综上所述,开展码垛机器人基于机器人操作系统ROS模型构建仿真以及轨迹规划研究是很有意义的。

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