基于齐次变换矩阵的机器人轨迹规划方法.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术No．12014年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2014文章编号：1001—2265(2014)01—0005—05DOI：10．13462／j．enki．mmtamt．2014．01．002基于齐次变换矩阵的机器人轨迹规划方法米沈雅琼，叶伯生，熊烁(华中科技大学机械科学与工程学院，武汉430074)摘要：基于齐次变换矩阵，提出一种笛卡尔空间内的机器人轨迹规划方法。该轨迹规划方法首先引

2、入关节属性来预知轨迹示教点的位置是否合适，然后以机器人末端执行器的轨迹特征和齐次位姿矩阵的优势为基础，将机器人笛卡尔空间内的轨迹规划划分为平动和转动轨迹规划，建立平动和转动轨迹方程，进行位置和姿态的插补。该轨迹规划方法适用于机器人笛卡尔空间的直线和圆弧轨迹规划，不仅克服了工业机器人原有轨迹规划方法中由于机器人的奇异性和欧拉角算法所引起的缺点，而且具有概念直观、规划路径准确、可操作性强的特点。关键词：齐次变换矩阵；轨迹规划；关节属性；中图分类号：TH132；TG659文献标识码：AAMethodo

3、fRobot’sTrajectoryPlanningBasedonHomogeneousTransformationMatrixSHENYa—qiong，YEBo—sheng，XIONGShuo(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuaZhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Basedonhomogeneoustransformationmatrix，ameth

4、odoftrajectoryplanningforrobotincarte—sianspaceisputforward．Inthemethod，jointattributeisfirstintroducedtopredictwhetherthepositionofdemonstrationpointsisappropriate．Then，basedonthetrajectorycharacteristicsoftherobot’Sendeffectorandtheadvantageofhomog

5、eneoustransformationmatrix，thetrajectoryplanningintherobot’Scartesianspaceissubdividedintotranslationandrotationtrajectoryplanning，basedonwhichtheequationoftransla-tionandrotationtrajectorycanbefounded，andtheinterpolationofpositionandposturecanbeproc

6、eeded．ThemethodisavailableforbotharCandlinetrajectoryplanningforrobotincartesianspace．ItnotonlyO—vercomestheoriginalshortcomingsoftrajectoryplanningmethodcausedbythesingularityofrobotandEulerangularalgorithm，butalsohasmanycharacteristics，suchasvisual

7、izedconcept，accuratepathplanningandstrongmaneuverability．Keywords：homogeneoustransformationmatrix；jointattribute；eulerangle；trajectoryplanning；稳。O引言在关节空间的轨迹规划是以关节角度的函数来描机器人系统依据运动的轨迹来工作，其效率和工述机器人轨迹的，在笛卡尔空间进行规划是将机器人作质量的优劣与轨迹规划的好坏密不可分。为此，手部位姿、速度和加速度表示为时

8、间的函数，而相应的研究机器人轨迹规划的方法是尤为重要的。所谓轨关节位移、速度和加速度由机器人手部信息导出。迹，是指操作臂在运动中的位移、速度和加速度。而机关节空间的轨迹规划，不必在笛卡尔坐标系中描述两器人轨迹规划就是根据机器人需要完成的任务，来设个路径点的路径形状，计算简单、容易，且不会发生机计机器人的运动规律。轨迹规划可以在笛卡尔空间构的奇异性问题。但如果要求机器人末端执行器按和关节空间中进行，但都要求所规划的轨迹函数必须照预定的路径运动或要求绕过障碍物，关节空间法是连续且平滑，以保证机器人的