一种基座姿态可控空间机器人的通用避奇异算法

摘要

针对基座姿态可控空间机器人笛卡儿路径规划中的奇异问题,提出了一种通用的运动学奇异回避算法。通过虚拟机械臂的方法建立空间机械臂的雅可比矩阵,实时判断雅可比矩阵行列式的值与角速度的关系确定奇异区,采用Newton-Raphson迭代法进行逆运动学求解,并设计了一种“微分项提取+二次拟合”的分段路径规划算法应用于奇异回避,直至关节角脱离奇异区。仿真结果表明:所提算法能够有效回避奇异,适应各种自由度与构型机械臂,调节计算时间与跟踪精度之间的关系,具备较好的通用性。