平面八连杆和九连杆机械臂关节角无偏差运动规划验证

基于平面三连杆,PUMA560,PA10等机械臂的计算机仿真结果证实了二次型性能指标方案用于冗余机械臂关节角无偏差运动规划的有效性。为了进一步验证该二次型性能指标优化方案,本文以高度冗余的平面八连杆和九连杆机械臂为例进行计算机仿真验证,仿真结果证实了该方案对解决高度冗余平面机械臂的关节角偏差问题是可行且有效的。

串联冗余自由度机构关节角位置的规划算法

为了建立一种实时求解串联冗余自由度机构关节角位置的方法,解决串联冗余自由度机构逆运动学求解中角位置的求解问题,给出了逆运动学的数值解。根据加权伪逆理论,采用瞬时最优速度表达关节空间角增量的方法,研究了关节空间角位置数值解法,给出了冗余自由度机构连续跟踪期望空间姿态时的关节空间角位置计算方法。在典型运动输入条件下,分别恒定速比关节位置算法和加权逆速度积分方法获得的关节位置和姿态误差进行仿真。为验证算法有效性,以卫星天线姿态稳定系统为研究对象,仿真结果表明,恒定速比关节位置算法在运动学逆解过程中能够保证天线姿态误差Frobenius(弗罗贝尼乌斯)范数小于10^(-4)。仿真结果表明:本文提出的方法能够连续给出冗余自由度机构运动过程中的关节空间角位置的希望值,实现了逆运动学角位置层面的数值解和理想的控制精度。

逆解多目标优化的六自由度机械手轨迹规划

为优化机械手作业质量和效率,提出基于机械手刚度与全局行程最优的逆解多目标确定方法,建立机械手正运动学模型,运用行为树进行逆运动学求解。构建刚度性能评价指标与关节角总行程数学模型,进行逆解多目标优化。设计7–5–7次多项式关节空间插值算法进行轨迹规划,与常用的3次多项式规划方法相比,结果表明:7–5–7次多项式规划方法得到的机械手运行轨迹更加平稳顺滑。