针对核电厂相关组件水下缩容工艺过程中单棒的水下转移问题,规划了单棒转移机械手末端的运动轨迹,设计了机械手的控制系统,以保证单棒稳定、可靠转移。建立了单棒转移机械手的正、逆运动学模型,分析了转移单棒时的水对单棒的作用力,并推导了其力学模型,针对机械手末端运动的平稳性要求,使用了贝塞尔曲线进行机械手末端轨迹规划,并设计了带绕流阻力补偿的PD控制算法。通过对机械手进行仿真分析,验证了控制系统性能和机械手末端轨迹规划的有效性。

机器人轨迹规划是机器人研究中的一个重点方向,直接关系到机器人的工作效率。为了使机器人运动过程中角速度和角加速度连续,采用三次样条插值函数对运动轨迹进行规划。由于角速度过快和角加速度过大会导致机器人系统产生震动和冲击现象,因此利用粒子群优化算法对角速度以及角加速度约束下的机器人运动时间进行优化,使得机器人在平稳运行的同时保持运行时间最优。最后运用MATLAB机器人工具箱进行仿真实验,实验结果证明了该方法在机器人轨迹规划中的可行性。