基于阻抗控制的双臂机器人关节限制规避仿真研究

摘要

双臂机器人在运动过程中容易受到关节的限制,致使运动轨迹在某段时间内输出误差较大.对此,采用阻抗控制机器人手臂关节运动,并对跟踪角位移进行误差仿真.创建了双臂机器人运动模型简图,通过雅克比矩阵推导出机器人手臂逆运动学方程式.建立分层优先级任务体系结构,分析了冗余机械臂关节规避极限状态,设计了阻抗控制方法.采用Matlab软件对冗余机械臂阻抗控制效果进行仿真,并与无阻抗控制效果进行对比.结果 显示:在无阻抗控制条件下,冗余机械臂在某段时间内会偏离期望运动轨迹,造成误差较大;在有阻抗控制条件下,冗余机械臂在整个运动时间内,都能很好地实现轨迹跟踪任务,输出误差较小.因此,采用阻抗设计方法,双臂机器人能够避免关节的限制,更好地完成轨迹跟踪任务,提高跟踪精度.