针对曲面工件表面缺陷检测的难题,构建了基于机械手的自动涡流检测系统,并针对机械手跟踪工件曲面过程中出现的轨迹优化中的误差与波动问题,采用五次B样条函数方法对机械手轨迹进行优化。通过编写的正向、逆向运动学程序,将被检测曲面工件的位姿坐标转化为检测机械手臂各个关节的转动角度,并运用五次B样条曲线方法进行检测轨迹规划。五次样条B样条函数相对于传统的三次样条函数的误差消除效果有很大提升,具有较高的灵活性、广泛的适用性,实验结果表明该函数对轨迹规划有良好的优化效果。

针对所设计的5-DOF机械手,使用D-H参数法建立正运动学模型,并利用反变换法结合几何法得到了逆运动学的封闭解表达式。通过求解目标轨迹上路径点的逆解,利用MATLAB软件进行了逆运动学仿真,分别对两组逆解进行轨迹规划,得到相同的末端轨迹,验证了关节角逆运动学方程关系及其正确性。在此基础上,对符合关节转角范围的一组逆解进行多项式拟合,并采取分段拟合的方法,降低多项式次数并减小了误差,得到关节变量关于时间t的显示解析式,拟合结果精确,便于实现对输入舵机的实时控制。最后,利用机构测量仿真,证明了拟合解析式的准确性。