摘要：提出了灵活性椭圆的概念来选择出冗余机械手最灵活的姿势,使其应对动态的路径和障碍物分布环境,完成在线路径追踪及避障任务。另外,采用了探索控制,其核心思想是利用一个仅体现在计算机程序代码中的假想机械手,领先实际机械手固定的时间身位,假想机械手提前探索到未来的环境信息,同时依靠单步遗传算法在线地计算出其最灵活的姿势作为姿势最优解,身后的实际机械手逐步向假想机械手的最佳姿势过渡。除此之外,还增设了在线避障预警控制系统,当检测出未来可能发生碰撞时,立即发出危险警报,同时制动实际机械手,最大程度地确保了系统的安全性。最后,平面内四关节机械手的仿真结果验证了在线路径追踪及避障预警控制系统的有效性。

摘要：受冗余机械手的可操作性理论和可操作性椭圆的启发,提出形状变化可操作性理论和形状变化可操作性椭圆。可操作性表示了冗余机械手在形状给定的前提下,它的每一个关节产生速度的性能;形状变化可操作性表示了当冗余机械手的手臂末端被给定任务时,其余中间关节产生速度的性能,即是形状变化性能,手臂末端执行给定的任务,如轨道追踪,因此不具备形状变化可操作性。对可操作性椭圆和形状变化可操作性椭圆进行比较和分析。通过对七关节机械手在二维平面内的轨道追踪和障碍物回避的实例分析、以及对三维空间内的不同姿势(即不同形状)下的七关节机械手所对应的不同形状变化可操作性椭圆的比较分析,能够认识到形状变化可操作性理论的提出对于评估和设计冗余机械手的结构和形状有着重要的实际意义。

摘要：针对冗余机械手应用遗传算法 (或免疫遗传算法 )的轨迹规划所存在的不足 ,提出了基于微粒群优化算法的冗余机械手轨迹规划方法。利用此算法对寻优过程进行仿真研究 ,所得结果令人满意 ,与遗传算法相比 ,微粒群算法简单、容易 ,且收敛速度快。此方法能够有效地进行机械手轨迹规划 。

摘要：为了降低平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩,提高机械手运动平台运动的稳定性,采用混合算法优化机械手运动参数,并对驱动力矩进行仿真验证。针对传统非冗余机械手驱动系统进行改进,给出了平面3⁃PRRR并联冗余机械手简图,设计了冗余机械手驱动系统,采用雅克比矩阵对冗余机械手运动平台运动轨迹进行转换,推导出冗余机械手3个分支闭环运动轨迹方程式。引用粒子群算法并进行改进,添加了遗传算法中交叉和变异操作,设计出了混合粒子群算法。采用混合算法优化冗余机械手运动参数,通过MATLAB软件对冗余机械手3个分支驱动力矩变化进行仿真,与优化前进行对比。结果显示:优化前,平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩较大,整体波动幅度较大;优化后,平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩较小,整体波动幅度较小。采用混合算法优化平面3⁃PRRR并联冗余机械手运动参数,可以降低机械手驱动力矩,减少冗余机械手运动系统能量消耗。