资源描述：
《9-dof超冗余机器人轨迹规划优化算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008年4月北京邮电大学学报Apr.2008第31卷第2期JournalofBeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsVol.31No.2文章编号:1007-5321(2008)02-0020-069-DOF超冗余机器人轨迹规划优化算法贾庆轩,褚明,孙汉旭,洪磊(北京邮电大学自动化学院,北京100876)摘要:以太空舱内机器人系统9-自由度(DOF)超冗余模块机器人为研究对象,以避关节极限作为优化指标,考虑容错性能,利用微分运动的方法,分别提出了适于计
2、算机迭代计算的冗余机器人在笛卡儿空间进行手爪姿态可变时的直线轨迹优化算法和手爪经过空间中任意不共线3点决定的平面内的圆弧轨迹优化算法.在优化算法的验证实验中,实现了利用冗余机器人完成直线轨迹拉抽屉、抓棒料和圆弧轨迹开厨门等动作.关键词:超冗余;避关节极限;容错;轨迹规划;优化中图分类号:TP242.3文献标识码:AResearchontheOptimalAlgorithmforTrajectoryPlanningofa9-DOFHyper-RedundantRobotJIAQing-xuan,CHUM
3、ing,SUNHan-xu,HONGLei(SchoolofAutomation,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876,China)Abstract:Aimedat9-degreeoffreedom(DOF)hyper-redundantmodulerobotinintra-vehicularrobotsystem,attentionisgiventotheavoidingjointlimitsasanoptimalma
4、rk.Twodifferentiterativealgorithmsconsideringfault-tolerancefortrajectoryplanningofredundantrobotinCartesianspacearethenproposedbyusingthemethodofdifferentiallocomotion.Thefirstalgorithmisforlinear-pathinwhichtheposeofmanipulatorcanbechanged,thesecondis
5、forcircular-pathintheplanedecidedbythreenoncollineararbitrarypointsinthespace.Experimentsonthespecimenrobotplatformareperformedtovalidatetheabovealgorithms.Andthehyper-redundantrobotsactions,suchaspullingdrawers,grappingclub-shapedstuffalonglinear-patha
6、ndopeningdoorsalongcircular-patharerealized.Keywords:hyper-redundance;avoidingjointlimits;fault-tolerance;trajectoryplanning;optimal[1-3]太空作业的原则是长期无人职守,短期有人照冗余机器人轨迹规划迭代算法.文献[3]介绍了料,空间机器人可以代替宇航员完成许多太空操作一种9-DOF超冗余机器人,具有更高的灵活性和更任务.在太空舱狭小的空间内,要求机器人系统具大的操作空间
7、,其轨迹规划优化算法的研究具有重有高度的灵活性和更大的操作空间,非冗余机器人要的工程应用价值.显然难以达到要求.以往对冗余机器人的研究多局要求机器人按给定的轨迹进行运动,需采用笛限于7自由度,若某一关节发生故障,必然丧失冗余卡儿空间规划方法,但最终还是要映射到关节空间.特性;只讨论逆解或某一优化指标,均未给出明确的由于机器人的关节均有运动范围,不可避免地会因收稿日期:2007-06-08基金项目:国家“863计划”项目(2004AA74101);教育部科学技术研究重大项目(307005)作者简介:贾庆
8、轩(1964—),男,教授,E-mail:sdjqx@sohu.com.第2期贾庆轩等:9-DOF超冗余机器人轨迹规划优化算法21关节运动越限导致机器人发生奇异,从而减少自由表19-DOF机器人D-H参数度,降低灵活性.因此,对冗余机器人进行轨迹规划iai-1αi-1/(°)di(θmax<θi<θmin)/(°)时,保证其冗余特性的一个优化指标是避关节极限.100d10轨迹规划的目标是保证手爪运动的连续性与平稳20-90385-160<θ2(0)<16
