[发明专利]汽车驾驶机器人换挡机械手尺寸的智能优化方法

摘要

本发明公布了一种汽车驾驶机器人换挡机械手尺寸的智能优化方法。首先根据换挡机械手的结构特点建立D‑H坐标系，并根据机器人在DH坐标系中的运动学方程求解并简化换挡机械手的末端运动轨迹方程；通过换挡机械手的运动轨迹方程分析驾驶机器人的换挡机械手在选挡过程和挂挡过程中的动态特性，从而建立优化目标函数，并根据驾驶机器人的结构特征和汽车驾驶室的特点确定约束条件，最后运用基于模拟退火的粒子群(SA‑PSO)智能优化方法来确定最优解，即二自由度七连杆结构的汽车驾驶机器人换挡机械手的各连杆尺寸。本发明所提出的方法提高了驾驶机器人换挡机械手的运动精度，减少了汽车换挡手柄选挡过程和挂挡过程的运动耦合。

主权项

1.一种汽车驾驶机器人换挡机械手尺寸的智能优化方法，其优化对象为二自由度七连杆机构的汽车驾驶机器人换挡机械手的各连杆尺寸，其特征在于：包括优化目标函数及约束条件的建立阶段，首先根据DH坐标系下机器人运动学求解方法求解并简化汽车驾驶机器人换挡机械手末端的运动轨迹方程，以汽车驾驶机器人换挡机械手选挡运动过程中在挂挡方向的运动位移最小为准则建立选挡过程的优化目标函数，以汽车驾驶机器人换挡机械手挂挡运动过程中在选挡方向的运动位移最小为准则建立挂挡过程的优化目标函数，随后根据驾驶机器人的结构特点和汽车驾驶室的空间布局确定优化目标函数；基于模拟退火的粒子群智能算法优化阶段，首先初始化粒子群并计算驾驶机器人换挡机械手选挡过程或挂挡过程的目标函数值，随后更新换挡机械手选挡过程或挂挡过程目标函数的局部极小值和全局极小值，最后对于目标函数即适应度的局部极小值和全局极小值进行模拟退火邻域搜索，最后即可求解出二自由度七连杆机构换挡机械手各连杆尺寸的最优解。