针对关节限位优化的7自由度机械臂逆运动学解法

• 作者: 胡奎 张继文 董云飞 吴丹
• 来源期刊: 清华大学学报（自然科学版）
• 关键词: 冗余机械臂 逆运动学 避限位 7自由度
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 机械工程|MECHANICAL ENGINEERING
• 页码范围: 1007-1015
• 页数: 9页
• 分类号: TH242
• 语种: 中文
• DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.25.019

摘要

为解决机械臂运行过程中避让关节限位的问题,该文以S-R-S构型的7自由度机械臂为对象,提出了一种机械臂逆运动学优化算法.首先,引入臂角变量,推导得到含臂角变量的逆运动学封闭解,并在此基础上,将关节限位和臂角可行范围进行映射;其次,定义一种包含权重函数的避限位优化目标函数,其中权重函数取值与关节实际位置有关;最后,通过线性展开方法简化臂角与关节位置的关系武,从而将原有复杂形式的优化目标函数简化为二次函数,结合求得的臂角可行范围完成优化求解,实现关节避限位.计算结果表明:该算法可以有效避让关节限位,且直观、简单、运算效率较高,可以进行实时运算.