仿人7自由度机械臂位置层面轨迹规划研究.pdfVIP

伤人7蜀由度机械臂位置层面饥违规剐研完 口崔泽 口潘宏伟 口韩增军 上海大学机电工程与自动化学院 上海200072 摘 要：仿人7自由度机械臂作为一种特殊结构的冗余自由度机器人。具有更好的运动学性能。为了简化仿人机械 臂轨迹规划的计算量，从仿人机械臂的逆运动算法入手，讨论了位置层面的仿人机械臂逆运动计算方法．并在轨迹规划 中采用定时插补和定距插补的方法，通过位置层面逆解中加入机器人运动的速度和加速度等信息．实现了在位置层面上 对仿人7自由度机器人关节空间的全方位运动规划。 关键词：冗余机械臂7自由度逆运动轨迹规划 中图分类号：THl22；TP242 文献标识码：A 轨迹规划是机器人应用过程中十分重要的步骤． 有学者从正运动学的角度出发，进行轨迹规划的研究， 在逆运动基础上进行轨迹规划是机器人规划的常规方 式，但对于冗余自由度机器人来说，逆运动计算非常复 对最优解进行求解，但由于冗余机器人正运动学的样 杂，而且逆运动计算结果是一个集合而非一个定值．这 3用遗 本数量巨大，导致优化计算的实时性不足。Joey：4 就为冗余自由度机器人的轨迹规划带来了难度。基于 传算法进行轨迹规划，但这种迭代算法由于使用随机 逆运动学进行的运动规划有梯度投影法n：和扩展空间 数值，导致收敛性无法保证。此外．最近对冗余机器人 法【2】等，这两种算法均基于雅可比矩阵的伪逆矩阵计 轨迹规划的研究多集中在智能算法领域．如神经网络 算，计算量大且效率低．同时在扩展空间法中还存在着 算法㈣】、粒子群算法17]等。这类智能算法即时性不足， 数值稳定性差的问题。为了避开复杂的逆运动计算，也 且计算量大。国内方面，哈尔滨工业大学研究过普通的 收稿日期：2012年3月 7自由度机械臂的自运动流形f8j。通过对自运动研究来 果。地震等受灾现场是一种局部路径规划问题，x．-j有哪些信誉好的足球投注网站 路径上障碍物的信息预先不知道．需要借助传感器获 取障碍物的信息。本文采用窗口滚动方式结合改进算 法来完成搜救路径的求解。在本文所研究的基础上．多 机器人的协同有哪些信誉好的足球投注网站将是后面研究的重点。 参考文献 [1]刘金国，王越超，李斌．等．灾难救援机器人研究现状、关 键性能及展望[J]．机械工程学报．2006(12)：l—11． [2]鲍庆勇，李舜酩，沈岖，等．自主移动机器人局部路径规划 综述[J]．传感器与微系统，2009，28(9)：l一4． [3]郭玉，李士勇．基于改进蚁群算法的机器人路径规划[J]． 计算机测量与控制，2009，17(1)：187—189． 从图5的结果可以看到，算法能很好地避开死循 【4] 局郭许，唐西林．基于栅格模型的机器人路径规划快速算 环现象，通过改变参数，进行大量的仿真实验，均能得 法[J]．计算机工程与应用。2006(21)：197—199． 到所要的最优解，证明改进蚁群算法与