全文总字数：4399字

1. 研究目的与意义（文献综述）

运动规划就是在起点和终点两个位置之间为机器人设定一条符合条件的路径，这个条件可以是很多方面的，比如说路径最短、无碰撞或者路径要形成一定的图案等等。运动规划是机器人学的一个重要领域。例如，一个清洁机器人在楼层里打扫卫生，它不能撞墙，也不能从楼梯口掉下去。给定一个任务，运动规划算法计算出一个动作序列，告诉机器人前进多少米，然后左转右转多少度。如果机器人要操作物品或者探测未知地形等等，运动规划就变得很复杂了。除了机器人学，运动规划在计算机游戏里也用来模拟人物或车辆的运动。

对工业机器人的研究距今已有70多年的历史，其关注度和研究热度并没有随时间而减弱，反而愈发深入。目前，国际工业机器人的技术水平已日益成熟，一些机器人公司发展并壮大起来，比如日本的fanuc、yaskawa、motoman,德国的kuka,瑞典的abb等等。从美国生产出第一台 工业机器人unimate开始，机器人的研究和发展得到了全球范围内的关注和应用。工业机器人的两个最主要的特征是适应性和通用性，它广泛地应用在通信设备、计算机、机械、汽车、航空航天、军工等领域。它可以代替人类进行重复的焊接、喷漆、组装、采集和放置、产品检测和测试等劳动，也可以在各种危险的环境、恶劣的条件下进行生产工作"。虽然工业机器人起源于美国，但之后美国偏向于军工机器人的研发,致使日本后来居上迅速发展成为机器人大国.目前日本的机器人生产量和使用量居全球首位，但是美国研究机器人技术的综合能力仍处于国际领先地位。

工业机器人是指能够自动完成工作的机器装置，它是一一种凭借自身的动力和控制力来完成各项任务的机器。按照国际标准化组织的定义,工业机器人是应用于工业领域的多关节机械手或者多自由度的机器人。因此，工业机器人又称为机械手或机器人操作手臂，它能够接受人类的指挥,还能够依据事先编好的程序运动，现代的工业机器人还可以按照人工智能技术制定的各项规则运行。

2. 研究的基本内容与方案

工业机器人是一个多输入多输出、强非线性、强耦合性的复杂系统,使得其建立的模型具有不确定性，从而影响了工业机器人的轨迹跟踪控制性能，一些控制算法受到限制。目前，应用于工业机器人控制系统的设计方法主要有pid控制、自适应控制、鲁棒控制、迭代学习控制、滑模变结构控制等方法。再结合神经网络、模糊算法等，一些新的控制方法涌现出来，从而可以达到更好的动态性能，最终实现控制要求。

运动规划是一个过程，用来寻找从起始状态到目标状态的移动步骤。运动规划常常需要在运动受到约束的条件下找到最优解。通过对工业机器人研究现状的分析，对工业机器人研究的两大主题和难点就是机器人的轨迹规划和轨迹跟踪控制。在工业生产中，如何提高工业机器人的生产效率和平稳性，及对轨迹跟踪精度的探讨，一直都是学者的研巧热点和重点。因此，在轨迹规划中，针对提高机器人运行效率和保证机器人运行平稳性的研巧目的，如何选取轨迹插值算法及优化算法是本论文的研究重点和难点；在轨迹跟踪控制中，没有实际模型的前提下，要实现提高轨迹跟踪精度的研究目的，如何建立仿真平台及设计控制器也是本论文的研究重点和难点。

为了实现机器人的轨迹跟踪，首先对其进行运动学的研究，其中涉及广义连杆、变换矩阵等基础问题。在建立机器人的连杆坐标系之后，对该机器人的正运动学和逆运动学进行了分析,求解。利用matlab中的roboticstoolbox工具箱构建了机器人的仿真模型，以便清晰地观察机器人运动情况的变化。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周论文开题；

第6周—第11周撰写论文初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] d.t. nguyen; j. bertholet; j.h. kim; r. o’brien; j.t.booth; p.r. poulsen; p.j. keall; po-0948:use of an interdimensional correlation framework to estimate real-timeintrafraction 6dof motions[j]. radiotherapy andoncology.2018:s517-s517

[2]郭瑞峰, 李岩鹤, 史世怀. 关节型码垛机器人轨迹规划及运动学研究[j]. 机械设计与制造,2017(1):76-78.

[3]张树刚, 赵佳. 基于s型曲线的包装堆垛机器人轨迹规划[j]. 包装工程,2018(1):136-140.