本科毕业设计终期答辩ppt课件.pptx
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1、,论文题目XXXXXXXX,学院:XX学院 专业:XXXX,答辩人:XXX 导师:XX,目 录,CONTENTS,主要研究内容,PART ONE,研究成果综述,PART TWO,研究总结与展望,PART THREE,外文文献翻译,PART FOUR,目 录,主要研究内容,第一部分,PART ONE 主要研究内容,空间机械臂运动学建模,对 自由度关节式空间机械臂进行数学建模,根据空间机械臂的各项参数,建立各个连杆坐标系,据此表示出各连杆的间的位置变换关系,从而建立机械臂的基座与末端相对位姿,空间机械臂可执行动作规划,给定关节空间中任意一段路径,对这段路径进行适当的处理和变换,得出在直角坐标空间中
2、的轨迹序列,最后通过求解出关节位置与关节速度,空间机械臂改进任务规划算法,提出一种改进的机械臂分层任务网络规划方法,递归地将复杂任务分解成较小的子任务,直到出现那些可以直接执行预定动作就能完成的简单动作为止,通过合理规划动作序列,执行一系列预定可执行动作,从而使机械臂在执行预定简单动作序列的过程中,高效地完成采样任务,研究成果综述,第二部分,一、空间机械臂运动学建模,二、空间机械臂可执行动作规划,三、空间机械臂改进任务规划算法,四、空间机械臂任务规划实验与仿真,PART TWO 研究成果综述,一、空间机械臂运动学建模,1.对机械臂各关节建立坐标系,用D-H参数法描述各连杆间运动关系,2.通过运
3、动学方程表示末端连杆相对基坐标系的变换关系,3.通过雅可比矩阵表示各个关节角速度对末端运动速度的关系,PART TWO 研究成果综述,一、空间机械臂运动学建模,1.对机械臂各关节建立坐标系,用D-H参数法描述各连杆间运动关系,四自由度空间机械臂各关节坐标系,四自由度空间机械臂D-H参数表,2.通过运动学方程表示末端连杆相对基坐标系的变换关系,3.通过雅可比矩阵表示各个关节角速度对末端运动速度的关系,PART TWO 研究成果综述,一、空间机械臂运动学建模,2.通过运动学方程表示末端连杆相对基坐标系的变换关系,3.通过雅可比矩阵表示各个关节角速度对末端运动速度的关系,写出各个连杆变换矩阵,得到手
4、臂变换矩阵写出此空间机械臂运动学方程,得到空间机械臂末端位姿与各个关节变量之间的变换关系,1.对机械臂各关节建立坐标系,用D-H参数法描述各连杆间运动关系,PART TWO 研究成果综述,一、空间机械臂运动学建模,3.通过雅可比矩阵表示各个关节角速度对末端运动速度的关系,2.通过运动学方程表示末端连杆相对基坐标系的变换关系,1.对机械臂各关节建立坐标系,用D-H参数法描述各连杆间运动关系,本文研究对象的各关节均为转动关节,则可写出它在终端抓手上产生的角速度用矢量积法推算该机械臂的雅可比矩阵得到关节角速度与末端线速度和角速度的关系表达式即可通过所得的雅可比矩阵表示出由关节速度向操作速度的线性映射
5、关系,PART TWO 研究成果综述,二、空间机械臂可执行动作规划,针对采样任务,设计空间机械臂的可执行动作提出空间机械臂可执行动作的规划策略两种可执行动作的实现与仿真验证,PART TWO 研究成果综述,二、空间机械臂可执行动作规划,针对采样任务,设计空间机械臂的可执行动作提出空间机械臂可执行动作的规划策略两种可执行动作的实现与仿真验证,以四自由度空间机械臂腰部位置为原点,建立空间直角坐标系。由于所研究的空间机械臂尺寸有限,因此可写出空间机械臂末端所能到达的空间范围,针对实际采样任务可能出现的障碍物、关节空间受限等情况,以圆弧曲线为例,设计空间机械臂的曲线可执行动作。,PART TWO 研究
6、成果综述,二、空间机械臂可执行动作规划,针对采样任务,设计空间机械臂的可执行动作提出空间机械臂可执行动作的规划策略两种可执行动作的规划实现与仿真验证,为了减小速度突变对机械臂各关节造成的冲击,本文所确定的机械臂末端线速度随时间变化的情况如图,采用反变换法进行求解。对于前述已求得的运动学方程,可用未知的逆变换逐次左乘该矩阵方程,将各个关节变量逐个分离出来,从而解出这个未知关节变量。,PART TWO 研究成果综述,二、空间机械臂可执行动作规划,针对采样任务,设计空间机械臂的可执行动作空间机械臂可执行动作的规划策略两种可执行动作的实现与仿真验证,为了使机械臂以给定的操作速度运动,必须计算出相应的关
7、节速度矢量。为了解出关节速度 和微分运动,求出雅可比的伪逆解,于是即可通过上述机械臂速度矢量,得到关节速度矢量,实现空间机械臂末端由初始位置到达任意可行位置的可执行动作,通过进行可执行动作规划,机械臂末端的线速度实现了较为平稳的变化,保证动作准确性高效性的同时,最大可能地减小了速度突变对机械臂各关节造成的冲击影响,PART TWO 研究成果综述,三、空间机械臂改进任务规划算法,任务规划算法基本思想和语法采样任务规划问题表述与基本原子任务代价评估函数与分解方法优选采样任务网络的分解与化简,PART TWO 研究成果综述,ADD YOUR TEXT,三、空间机械臂改进任务规划算法,分层任务网络理论
8、的基本思想为任务分解,将复杂的非原子任务逐层拆解为执行器可以直接执行的原子任务。基于这种思想,我们定义了规划器的基本语法,1.任务规划算法基本思想和语法,三、空间机械臂改进任务规划算法,PART TWO 研究成果综述,ADD YOUR TEXT,三、空间机械臂改进任务规划算法,2.采样任务规划问题表述与基本原子任务,空间机械臂的采样任务需要明确机械臂末端的初始位置,以及目标采样点的分布位置,为此定义系统状况矩阵 表征采样任务中系统的状态,将机械臂能直接执行的原子任务归纳为三种可执行任务:移动、采集、释放。每个原子任务均包含执行前提与执行结果两大要素,三、空间机械臂改进任务规划算法,PART T
9、WO 研究成果综述,ADD YOUR TEXT,三、空间机械臂改进任务规划算法,3.代价评估函数与分解方法优选,同时针对空间中的多点采样任务,本文引入了代价评估函数与方法优选函数,代价评估函数能对任务分解方法的空间与时间代价进行评估,方法优选函数则对不同分解方法的代价评估函数值进行比较,从而选出最优的任务分解方法,三、空间机械臂改进任务规划算法,PART TWO 研究成果综述,ADD YOUR TEXT,三、空间机械臂改进任务规划算法,3.代价评估函数与分解方法优选,基于上述原理,本文给出了代价评估与方法优选函数的算法流程流程,三、空间机械臂改进任务规划算法,PART TWO 研究成果综述,A
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