宏-微机器人运动学冗余分解及关节限制避免

摘要

宏-微机器人的多冗余自由度为实现关节受限情况下运动的灵活性提供了可能,但长期以来,关节受限情况下机器人的冗余分解问题一直是机器人研究的难点.本文分别基于梯度投影法和Newton-Raphson迭代算法研究了宏-微机器人冗余分解和关节限制避免问题.在梯度投影法中,通过定义优化函数避免关节限制;在Newton-Raphson迭代算法中,同时考虑机器人末端位置的等式约束和关节限制的不等式约束,通过定义全局罚函数避免关节限制,该方法计算量小并可保证机器人运动的周期性.实际四自由度宏-微机器人计算结果证明了其有效性并对两种方法进行了比较.