基于单位四元数的机器人多姿态可控的插补算法

摘要

为有效解决目前机器人工具手多姿态插补中的角速度不可控问题,提出一种直观高效的多姿态插补算法.该算法依据单位四元数的物理意义,将多姿态插补问题转化为单位球面上的曲线规划问题,并利用空间圆弧段作为姿态间的过渡曲线,进而保证了多姿态过渡的可控性.以埃斯顿公司的ER16机器人为实验平台,将上述提出的圆弧过渡方案与某类参数曲线过渡方案进行对比.实验结果表明,圆弧过渡方案不仅保证多姿态过渡时的C1连续性与直观性,而且克服了各类参数曲线过渡时角速度不可控的缺点.