工业机器人逆解问题的旋量解法

运用旋量方法建立工业机器人运动学模型,提出一类子问题以求解通用的逆解算法。利用仿真软件DELMIA的机器人模型库,给出一种"特殊位形法"来求解机器人连杆参数。将机器人前三个关节运动定义为一类新的子问题,即已知点绕两个平行轴线和一个与前两个轴垂直的轴线旋转至定点的问题。结合经典的Paden-Kahan子问题,推导出机器人8组逆解的解析算式。以IRB1400弧焊机器人为例,验证算法正确性。仿真结果显示算法误差在10-12数量级,耗时不到0.12 ms,能够满足机器人控制系统高精度和实时性要求。

基于旋量理论的滚仰式导引头跟踪指令解算

提出了一种基于Paden-Kahan子问题求解滚仰式导引头跟踪指令的算法,根据滚仰导引头的结构特点,分析了滚仰导引头的跟踪原理,并根据Paden-Kahan子问题,给出了滚仰导引头的跟踪指令算法,应用最小角增量准则对运动学逆解进行了优化;最后采用该算法对机动目标进行仿真跟踪实验,结果表明该算法的有效性。

基于旋量理论和代数消元6R机器人逆解算法

为了解决6自由度后3关节轴线相交于一点的串联机器人逆运动学问题,采用指数积(POE)方法建立运动学模型,并采用几何、代数方法和Paden-Kahan子问题进行逆运动学求解。几何方法获得前3关节运动轨迹的交点,将求解转换成已知的Paden-Kahan子问题,使几何意义更加清晰、直观,且大大简化了计算。采用代数消元法MATLAB求解第4,5关节,减少了人工计算,有效避免了由复杂计算产生的错误。最终,得到了1组封闭的逆运动学的解。通过实验计算出逆解最大位姿误差为10-12数量级,证明了提出的算法具有很高的精度,验证了算法的正确性。

基于几何法和旋量理论的6自由度机器人逆解算法

针对6自由度串联机器人运动学逆解求解过程复杂、几何意义不明确的问题,提出一种基于几何法和旋量理论相结合的求解方法。基于旋量理论建立机器人的运动学模型,其运动学逆解常采用Paden-Kahan子问题加以求解,但针对前3个关节轴线均不相交的机器人,难以用现有的子问题进行求解。因此,采用一种几何解法进行前3个关节角度的求解。针对后3个关节轴线相交于一点的问题,采用Paden-Kahan子问题进行求解,最终推导出此类机器人运动学逆解的封闭解。以ABB1410机器人为例进行算法验证,验证了此算法的有效性和可行性。