Un método de planificación de trayectorias multiobjetivo para robot colaborativo
Autores: Lan, Jiangyu; Xie, Yinggang; Liu, Guangjun; Cao, Manxin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un método de planificación de trayectorias multiobjetivo para robot colaborativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiencia
Suavidad
Planificación de trayectorias
Robot colaborativo
Optimización multiobjetivo
Modelo cinemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Apuntando a las características de alta eficiencia y suavidad en el proceso de movimiento del robot colaborativo, se propone un método de planificación de trayectorias multiobjetivo. En primer lugar, se establece el modelo cinemático del robot colaborativo y la trayectoria en el espacio de trabajo se convierte en una trayectoria en el espacio articular utilizando el método de cinemática inversa. En segundo lugar, se utilizan funciones B-spline de séptimo orden para construir secuencias de trayectorias articulares que aseguren la posición, velocidad, aceleración y sacudidas continuas de cada articulación. Luego, se propone el algoritmo de optimización de enjambre de partículas multiobjetivo competitivo de trayectoria (TCMOPSO) para buscar el conjunto de soluciones óptimas de Pareto de la trayectoria óptima de tiempo-energía-sacudida del robot. Además, se propone una función de peso normalizada para seleccionar la solución adecuada. Finalmente, se realiza un experimento de simulación del algoritmo en MATLAB y se completa un experimento de control del robot utilizando el Sistema Operativo de Robot (ROS). Los resultados experimentales muestran que el método puede lograr una optimización multiobjetivo efectiva, se puede obtener la trayectoria óptima adecuada según los requisitos reales y el robot colaborativo funciona correctamente.
Descripción
Apuntando a las características de alta eficiencia y suavidad en el proceso de movimiento del robot colaborativo, se propone un método de planificación de trayectorias multiobjetivo. En primer lugar, se establece el modelo cinemático del robot colaborativo y la trayectoria en el espacio de trabajo se convierte en una trayectoria en el espacio articular utilizando el método de cinemática inversa. En segundo lugar, se utilizan funciones B-spline de séptimo orden para construir secuencias de trayectorias articulares que aseguren la posición, velocidad, aceleración y sacudidas continuas de cada articulación. Luego, se propone el algoritmo de optimización de enjambre de partículas multiobjetivo competitivo de trayectoria (TCMOPSO) para buscar el conjunto de soluciones óptimas de Pareto de la trayectoria óptima de tiempo-energía-sacudida del robot. Además, se propone una función de peso normalizada para seleccionar la solución adecuada. Finalmente, se realiza un experimento de simulación del algoritmo en MATLAB y se completa un experimento de control del robot utilizando el Sistema Operativo de Robot (ROS). Los resultados experimentales muestran que el método puede lograr una optimización multiobjetivo efectiva, se puede obtener la trayectoria óptima adecuada según los requisitos reales y el robot colaborativo funciona correctamente.