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Motion planning for redundant prismatic-jointed manipulators in the free-floating mode
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作者 Xiao-Dong Liu He-Xi Baoyin Xing-Rui Ma 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第5期1449-1456,共8页
This paper investigates the motion planning of redundant free-floating manipulators with seven prismatic joints. On the earth, prismatic-jointed manipulators could only position their end-effectors in a desired way. H... This paper investigates the motion planning of redundant free-floating manipulators with seven prismatic joints. On the earth, prismatic-jointed manipulators could only position their end-effectors in a desired way. However, in space, the end-effectors of free-floating manipulators can achieve both the desired orientation and desired position due to the dynamical coupling between manipulator and satellite movement, which is formally expressed by linear and angular momentum conservation laws. In this study, a tractable algorithm particle swarm optimization combined with differential evolution (PSODE) is provided to deal with the motion planning of redundant free-floating prismatic-jointed manipulators, which could avoid the pseudo inverse of the Jacobian matrix. The polynomial functions, as argument in sine functions are used to specify the joint paths. The co- efficients of the polynomials are optimized to achieve the desired end-effector orientation and position, and simulta- neously minimize the unit-mass-kinetic energy using the redundancy. Relevant simulations prove that this method pro- vides satisfactory smooth paths for redundant free-floating prismatic-jointed manipulators. This study could help to recognize the advantages of redundant prismatic-jointed space manipulators. 展开更多
关键词 Motion planning - Prismatic joints - Space manipulators redundant manipulators Free-floating robots ~Nonholonomic planning
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多关节超冗余机器人自适应运动规划方法研究
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作者 罗双宝 曾凤飞 +2 位作者 曾小珊 强华 王晓阳 《机械传动》 北大核心 2024年第8期26-32,共7页
针对传统多关节超冗余机器人运动学求解复杂、位形偏移大等问题,提出了一种机器人作业全过程自适应运动规划方法。首先,针对进出狭小工作空间任务需求,提出一种改进的轨迹跟踪算法;通过离散目标轨迹和分段拟合的方式减小运算量,实现自... 针对传统多关节超冗余机器人运动学求解复杂、位形偏移大等问题,提出了一种机器人作业全过程自适应运动规划方法。首先,针对进出狭小工作空间任务需求,提出一种改进的轨迹跟踪算法;通过离散目标轨迹和分段拟合的方式减小运算量,实现自适应轨迹跟踪控制。然后,针对机器人基座固定工况,提出一种双向迭代曳物线轨迹规划算法;通过末端牵引方式设定目标轨迹,利用曳物线渐进收敛的几何特性,逐步降低靠近基座关节的运动范围,提高稳定性降低能耗;采用双向迭代曳物线方式加速收敛,实现基座固定状态下的自适应轨迹规划控制。最后,构建包含12关节和(24+1)自由度的仿真模型,验证了机器人作业全过程自适应运动规划方法的有效性。 展开更多
关键词 多关节超冗余机器人 迭代曳物线 末端牵引 运动规划
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考虑关节限位的冗余度机器人重复性路径规划研究 被引量:3
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作者 贾庆轩 吴楚锋 +1 位作者 陈钢 孙汉旭 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期476-483,共8页
针对冗余度机器人末端执行封闭轨迹任务时关节角度漂移问题,提出了一种考虑关节限位的重复性路径规划方法。基于梯度投影法,提出重复运动优化算子,并将其引入到冗余度机器人伪逆运动方程中,实现冗余度机器人无漂移重复运动;通过设计平... 针对冗余度机器人末端执行封闭轨迹任务时关节角度漂移问题,提出了一种考虑关节限位的重复性路径规划方法。基于梯度投影法,提出重复运动优化算子,并将其引入到冗余度机器人伪逆运动方程中,实现冗余度机器人无漂移重复运动;通过设计平滑因子,提出了改进的回避关节极限方法,并将该方法融入到机器人重复运动规划方程中,实现了考虑关节限位的重复性路径规划。利用数值仿真实验,与现有的相关方法进行比较,验证了提出算法的正确性和有效性;通过8自由度机器人平台验证了考虑关节限位的重复性路径规划方法的实用性。 展开更多
关键词 冗余度机器人 梯度投影法 重复运动算子 关节极限
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空间7R冗余度机器人关节运动重复性问题的研究 被引量:4
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作者 赵京 白师贤 《机械设计》 CSCD 北大核心 1999年第2期25-27,共3页
本文针对7R冗余度机器人关节运动的重复性问题进行了研究。首先,提出一种基于伪逆控制的重置初值法;然后,利用一个空间7R机器人进行了仿真分析。
关键词 冗余度机器人 关节运动 重复性 机器人
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基于二次型优化的不定目标自运动规划方案及PA10机械臂仿真验证 被引量:1
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作者 张雨浓 谭宁 +1 位作者 谭志国 陈军 《暨南大学学报(自然科学与医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期229-234,共6页
提出一种基于二次型性能指标优化的方法来规划冗余机械臂的不定目标自运动,该方案能同时考虑关节极限和关节速度极限等物理约束,并通过两种不同方法完备且详细地分析了该二次型性能指标的设计原理.基于PA10机械臂的计算机仿真结果证实... 提出一种基于二次型性能指标优化的方法来规划冗余机械臂的不定目标自运动,该方案能同时考虑关节极限和关节速度极限等物理约束,并通过两种不同方法完备且详细地分析了该二次型性能指标的设计原理.基于PA10机械臂的计算机仿真结果证实了该方案的可行性和有效性. 展开更多
关键词 二次型优化 自运动 冗余机械臂 关节物理极限
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七自由度自动铺丝机器人的自运动流形分析 被引量:2
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作者 葛新锋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1591-1595,共5页
定义了位姿解耦的冗余自由度机器人位置关节空间流形和姿态关节空间流形,将位置关节空间流形和姿态关节空间流形进行配对得到冗余自由度机器人的自运动流形。利用定义的位置关节空间流形和姿态关节空间流形对七自由度自动铺丝机器人进... 定义了位姿解耦的冗余自由度机器人位置关节空间流形和姿态关节空间流形,将位置关节空间流形和姿态关节空间流形进行配对得到冗余自由度机器人的自运动流形。利用定义的位置关节空间流形和姿态关节空间流形对七自由度自动铺丝机器人进行分析,分别得出七自由度自动铺丝机器人的位置关节空间流形和姿态关节空间流形,配对以后得出七自由度自动铺丝机器人的自运动流形,并进行了仿真验证,结果表明这种分析方法得到的自动铺丝机器人的自运动流形是正确的,而且对于其他类型位姿解耦的冗余自由度机器人自运动流形分析也是适用的。 展开更多
关键词 冗余自由度机器人 位置关节空间流形 姿态关节空间流形 自运动流形
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基于可重复性优化的冗余机器人运动控制研究
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作者 徐恩华 徐燕 吕晓静 《科技风》 2019年第3期102-103,共2页
针对机器人自由度冗余导致系统多解、实时求解困难等问题,设计了一种基于可重复性优化的冗余机器人实时求解方法。机器人的运动控制解包括两部分:保证机器人完成给定运动的特解与实现可重复性优化的齐次解;同时设计了一个实时变化的速... 针对机器人自由度冗余导致系统多解、实时求解困难等问题,设计了一种基于可重复性优化的冗余机器人实时求解方法。机器人的运动控制解包括两部分:保证机器人完成给定运动的特解与实现可重复性优化的齐次解;同时设计了一个实时变化的速度系数,保证了机器人在整个运动周期中速度的平滑性。以平面四关节机器人为对象的仿真验证了所设计方案的有效性。 展开更多
关键词 可重复性 冗余机器人 运动控制
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