吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (1): 213-220.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201601032
霍希建, 刘伊威, 姜力, 夏晶, 刘宏
HUO Xi-jian, LIU Yi-wei, JIANG Li, XIA Jing, LIU Hong
摘要:
针对7R仿人机械臂运动优化问题,建立了基于臂角参数的逆运动学封闭解,并采用解析法确定了关节限位约束下臂角参数的有效范围。此外,定义了一种新的关节位置评价函数,将避关节限位的优化指标转化为虚拟转矩。在此基础上,提出一种自寻优方法,用于解决机械臂避关节限位的运动优化问题。仿真结果表明:本文方法能准确地确定臂角的有效范围,同时能快速有效地完成机械臂运动学优化任务。
中图分类号:
[1] Shimizu M, Kakuya H, Yoon W K, et al. Analytical inverse kinematic computation for 7-DOF redundant manipulators with joint limits and its application to redundancy resolution[J]. IEEE Transactions on Robotics, 2008, 24(5): 1131-1142. [2] Chan T F, Dubey R V. A weighted least-norm solution based scheme for avoiding joint limits for redundant joint manipulators[J]. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 1995, 11(2): 286-292. [3] 孙奎, 谢宗武, 黄建斌, 等. 基于连续比例因子的冗余度机器人梯度投影算法[J]. 吉林大学学报:工学版, 2009, 39(5):1257-1261. Sun Kui, Xie Zong-wu, Huang Jian-bin, et al. Gradient projection method of kinematic redundant manipulator based on continues scale factor[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2009, 39(5): 1257-1261. [4] 吴伟国. 冗余度机器人运动学基本理论与七自由度仿人手臂的研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 1995. Wu Wei-guo. Study of the redundant freedom robot kinematics basic theory and the seven degree-of-freedom bionics arm[D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 1995. [5] Moradi H, Lee S. Joint Limit Analysis and Elbow Movement Minimization for Redundant Manipulators Using Closed form Method[M].Advances in Intelligent Computing, Berlin,Heidelberg: Springer,2005: 423-432. [6] 陈鹏, 刘璐, 余飞, 等. 一种仿人机械臂的运动学逆解的几何求解方法[J]. 机器人, 2012, 34(2): 211-216. Chen Peng, Liu Lu, Yu Fei, et al. A geometrical method for inverse kinematics of a kind of humanoid manipulator[J]. Robot, 2012, 34(2): 211-216. [7] Wang P, Li D, Zhang D, et al. Practical algorithm for solving real time inverse kinematics of industrial 7R robot[C]∥IEEE International Conference on Automation and Logistics, China: Inst of Elec and Elec Eng Computer Society, 2007: 1963-1967. [8] Huang H C, Chen C P, Wang P R. Particle swarm optimization for solving the inverse kinematics of 7-DOF robotic manipulators[C]∥IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Seoul, 2012: 3105-3110. [9] 周友行, 何清华, 邓伯禄. 一种改进的爬山法优化求解冗余机械手运动学逆解[J]. 机器人, 2003, 25(1): 35-38. Zhou You-hang, He Qing-hua, Deng Bo-lu. An ameliorative “mountain climbing” arithmetic to solve inverse kinematics of redundant manipulator[J]. Robot, 2003, 25(1): 35-38. [10] Assal S F M, Watanabe K, Izumi K. Neural network-based kinematic inversion of industrial redundant robots using cooperative fuzzy hint for the joint limits avoidance[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2006, 11(5): 593-603. [11] 祖迪, 吴镇炜, 谈大龙. 一种冗余机器人逆运动学求解的有效方法[J]. 机械工程学报, 2005, 41(6): 71-75. Zu Di, Wu Zhen-wei, Tan Da-long. Efficient inverse kinematic solution for redundant manipulators[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2005, 41(6): 71-75. [12] Park S S, Chung W K. Combined method of weighted least norm and gradient projection for avoiding joint limit[C]∥The 8th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence, Incheon, 2011:798-799. |
[1] | 顾万里,王萍,胡云峰,蔡硕,陈虹. 具有H∞性能的轮式移动机器人非线性控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1811-1819. |
[2] | 李战东,陶建国,罗阳,孙浩,丁亮,邓宗全. 核电水池推力附着机器人系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1820-1826. |
[3] | 赵爽,沈继红,张刘,赵晗,陈柯帆. 微细电火花加工表面粗糙度快速高斯评定[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1838-1843. |
[4] | 王德军, 魏薇郦, 鲍亚新. 考虑侧风干扰的电子稳定控制系统执行器故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1548-1555. |
[5] | 闫冬梅, 钟辉, 任丽莉, 王若琳, 李红梅. 具有区间时变时滞的线性系统稳定性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1556-1562. |
[6] | 张茹斌, 占礼葵, 彭伟, 孙少明, 刘骏富, 任雷. 心肺功能评估训练系统的恒功率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1184-1190. |
[7] | 董惠娟, 于震, 樊继壮. 基于激光测振仪的非轴对称超声驻波声场的识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1191-1198. |
[8] | 田彦涛, 张宇, 王晓玉, 陈华. 基于平方根无迹卡尔曼滤波算法的电动汽车质心侧偏角估计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 845-852. |
[9] | 张士涛, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 田大鹏. 基于零相差轨迹控制方法提升快速反射镜性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 853-858. |
[10] | 王林, 王洪光, 宋屹峰, 潘新安, 张宏志. 输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 518-525. |
[11] | 胡云峰, 王长勇, 于树友, 孙鹏远, 陈虹. 缸内直喷汽油机共轨系统结构参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 236-244. |
[12] | 朱枫, 张葆, 李贤涛, 王正玺, 张士涛. 基于强跟踪卡尔曼滤波的陀螺信号处理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1868-1875. |
[13] | 晋超琼, 张葆, 李贤涛, 申帅, 朱枫. 基于扰动观测器的光电稳定平台摩擦补偿策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1876-1885. |
[14] | 冯建鑫. 具有测量时滞的不确定系统的递推鲁棒滤波[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1561-1567. |
[15] | 许金凯, 王煜天, 张世忠. 驱动冗余重型并联机构的动力学性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1138-1143. |
|