基于廣義位姿距離的空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方法的研究.pdf

1、在機(jī)器人領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃一直占有舉足輕重的地位。無(wú)論是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的工業(yè)機(jī)器人，還是應(yīng)用于空間探測(cè)的空間機(jī)器人，以及越來(lái)越受到研究者們重視的智能機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)學(xué)和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃都是必不可少的組成部分。
　　本文提出了一種基于廣義位姿距離的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法。算法應(yīng)用了機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，并將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)劃分為許多小周期，以縮短末端執(zhí)行器和目標(biāo)位姿之間的廣義距離作為啟發(fā)信息來(lái)確定每個(gè)周期各關(guān)節(jié)的位移值。為了確定關(guān)節(jié)每個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)范圍，該算法應(yīng)用

2、Paul的軌跡插補(bǔ)算法，并對(duì)其改進(jìn)，使其經(jīng)過(guò)路徑點(diǎn)，并深入分析了以改進(jìn)的Paul規(guī)劃作為軌跡插補(bǔ)算法時(shí)上層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和底層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃之間的關(guān)系。同時(shí)，定義了廣義位姿距離，并且推導(dǎo)了廣義位姿距離的變化同機(jī)器人各關(guān)節(jié)微位移之間的關(guān)系。為說(shuō)明算法的通用性，本文以一種帶柔性關(guān)節(jié)的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題為例，驗(yàn)證了算法有效性。
　　為了解決空間機(jī)器人基座固定時(shí)的容錯(cuò)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題，本文討論了算法在欠自由度、冗余自由度和滿自由度機(jī)器人的點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃

3、中的應(yīng)用，并討論了當(dāng)末端執(zhí)行器具有較大的容差范圍時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題。同時(shí)討論了算法在笛卡爾空間連續(xù)路徑的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中應(yīng)用，重點(diǎn)分析了直線軌跡和一個(gè)有奇異點(diǎn)的圓軌跡的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，以說(shuō)明算法在具有奇異點(diǎn)的笛卡爾空間連續(xù)路徑規(guī)劃中的應(yīng)用。
　　為了解決浮動(dòng)基座空間機(jī)器人的容錯(cuò)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問(wèn)題，推導(dǎo)了浮動(dòng)基座空間機(jī)器人的廣義雅可比矩陣，討論了算法在浮動(dòng)基座空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中的應(yīng)用，并且詳細(xì)分析了算法在欠自由度空間機(jī)器人抓捕低速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃中