考虑任务优先级的超冗余机械臂避障轨迹优化

作     者：王娜 商丽 孙军 WANG Na;SHANG Li;SUN Jun

作者机构：沈阳城市建设学院交通与机械工程系辽宁沈阳110167 沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168 

基　　金：辽宁省教育厅科学研究经费项目—电网电压不平衡下双馈风力发电变流器控制仿真研究(LJKX201906) 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2020年第12期

页      码：201-204页

摘      要：针对冗余机械臂末端轨迹跟踪与避障运动冲突情况,提出一种考虑任务优先级的超冗余机械臂避障轨迹优化方法。采用雅克比矩阵对不同的任务约束实施优先级排序划分,能够保证任务的精度。构建出7自由度机械臂结构模型,利用超冗余自由度避开障碍物,发挥其运动特性,并引入臂平面和避障面,通过虚拟排斥力推导零空间运动方程。将避障空间缩小至一维空间内,运算超冗余机器臂的运动学逆解。依据逆动力学控制方法获得障碍与机械臂间最小距离值的变化,采用任务优先级转化的避障算法实现超冗余机械臂避障轨迹优化。对比实验结果表明:所提方法能够防止冲突现象发生,关节变化角度的实际值与期望值基本重合,机器人手臂与障碍物之间的平均距离维持在(0.2~0.3)m之间,完成机械臂避障轨迹优化。

主 题 词：任务优先级 超冗余机械臂 轨迹优化 虚拟排斥力 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.19356/j.cnki.1001-3997.2020.12.046

馆 藏 号：203998812...