倍率控制下的机器人轨迹生成算法

游 玮 詹庆荣 方 明，

（1.埃夫特智能装备股份有限公司，安徽 芜湖 241007；2.安徽工程大学，安徽 芜湖 241000）

0 引言

机器人在完成轨迹规划后开始运动，在运动过程中有时需要动态调整机器人的运动速度，甚至还会临时停止或启动机器人，使机器人的运行速度出现过渡不平滑的现象[1]。此时，机器人不仅需要尽快响应用户的指令，而且还需要确保机器人在运动过程中始终沿着编程路径运动，且各轴的加速度以及加加速度不能超出其允许的极限值。如果单独设计各个轴（例如关节轴或坐标轴）的调速方法，那么不仅计算复杂，而且很难保证合成之后仍然沿着编程路径运行[2]。针对上述问题，常见的解决方法是笛卡尔空间轨迹规化和关节空间轨迹规划[3]。许多学者通过优化轨迹的拐点使轨迹过渡得更加圆滑，从而达到减少机器人频繁启停的目的，但会降低轨迹的跟随精度。该文通过引入倍率控制，在机器人动态调整运动速度的过程中，对倍率值变化速度进行规划。通过校验倍率值变化的速度和加速度，实时修改倍率值的上限值、下限值，从而对带有轨迹混成的运动轨迹进行规划。再对1段典型混合轨迹进行仿真实验，结果表明，该算法不仅可以提高机器人的路径跟随性能，而且还可以实现停止、启动、调速以及反向等功能。

1 倍率控制简介

机器人的倍率值（DYN）是指机器人实际运行速度与最大运行速度的百分比，当倍率为100%时，机器人将全速运行；当倍率为50%时，机器人应按照最大速度的1/2 来运行。……