矿用腕部偏置伸缩型Pieper机器人新算法数值解研究

矿用机器人腕部采用偏置形式承受较大负载,同时执行端采用滑动构件以增大作业范围。本文对此类腕部偏置伸缩型机器人进行研究,发现该构型机器人空间结构的2个特性:一是对第5自由度的求解可转化为对特定直线与特定平面法线夹角的求解;二是矢量轴3和矢量轴4交点与原点O之间距离为定值。这2个特性表明可对第5和第6自由度进行迭代搜索求解,提出了一种无须建立各连杆坐标系的机器人运动学求解方法,求解在全局坐标系内完成,采用逐步完成的方法进行正向求解,采用逐步归位的方法进行逆向求解。新的求解方法耗时短、精度高,解决了传统数值方法不利于工业应用的问题,推动了腕部偏置伸缩型Pieper机器人在截割头组对焊接和井下凿岩工作中的应用。