基于構(gòu)型選優(yōu)的多冗余機器人理論及實驗的研究.pdf

1、串聯(lián)式多冗余機器人由于具有多節(jié)多自由度結(jié)構(gòu)使其具有極好的環(huán)境適應性和容錯性,因此多冗余機器人在太空作業(yè)、搶險救災、軍事偵查等領域發(fā)揮著重要的作用。關于多冗余度機器人的可靠性設計、避障的研究在實際工程應用上有著重要的意義。通過主動鎖定多冗余機器人的關節(jié),可以得到多種構(gòu)型。本文利用每種構(gòu)型在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,對冗余機器人冗余數(shù)的確定以及基于構(gòu)型選優(yōu)決策的避障算法進行了研究,并通過3R-2P機器人進行實驗驗證。
　　 首先,對多冗余機器人

2、抽象為一個系統(tǒng),建立了系統(tǒng)的可靠度表達式。構(gòu)造可靠性指標,并結(jié)合冗余機器人容錯能力,得到判斷冗余數(shù)取值范圍的表達式。然后構(gòu)造避關節(jié)位移極限、關節(jié)速度平穩(wěn)性、構(gòu)型復雜度等性能和結(jié)構(gòu)綜合指標,采用基于熵權(quán)改進的選優(yōu)決策方法,進一步選出最優(yōu)冗余數(shù)和構(gòu)型。
　　 其次,采用構(gòu)造勢函數(shù)的方法,對平面多冗余機器人3R-2P進行避障路徑規(guī)劃。以避障勢函數(shù)為優(yōu)化指標,通過梯度投影法,反解出機器人的各關節(jié)值。然后構(gòu)造條件數(shù)均值、條件數(shù)方差、關節(jié)速