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：清华大学学报, 2020, 60(12): 1007-1015.

DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.25.019

• 冗余机械臂
• 逆运动学
• 避限位
• 7自由度

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式,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。

• 单位
  清华大学