本文關(guān)鍵詞：6自由度關(guān)節(jié)機器人運動學反解的共形幾何代數(shù)方法　出處：《機械科學與技術(shù)》2017年08期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：機器人運動學模型的建立普遍利用Denavit-Hartenberg(D-H)參數(shù)法和旋量法,但是D-H參數(shù)法的幾何意義不夠明確,旋量法則有低自由度、關(guān)節(jié)軸線相交于1點的結(jié)構(gòu)限制。針對6自由度關(guān)節(jié)機器人反解問題提出一種利用共形幾何代數(shù)求解的新方法。首先以旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸線和旋轉(zhuǎn)平面為基礎(chǔ)建立無坐標系機器人模型,并定義肩部、肘部和腕部3種機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。然后在上述模型和機器人結(jié)構(gòu)下利用已知共形點建立直線、平面、圓周和球體等共形幾何對象,通過幾何對象的約束關(guān)系進行簡單的代數(shù)運算完成各關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)角計算。另外,該方法在進一步簡化代數(shù)運算的基礎(chǔ)上,利用2直線對象和旋轉(zhuǎn)平面法矢量的約束關(guān)系唯一確定旋轉(zhuǎn)角,從而完成運動學反解計算。最后,以常用的人機協(xié)作的UNIVERSAL ROBOT UR5 6自由度關(guān)節(jié)機器人為例,利用該算法進行運動學反解的驗證,計算結(jié)果表明該算法的正確性。
[Abstract]:Denavit-Hartenberg-D-H parameter method and spinor method are widely used to build kinematics model of robot, but the geometric significance of D-H parameter method is not clear enough. The spinor law has a low degree of freedom. This paper presents a new method for solving the inverse solution of a 6-DOF joint robot by using conformal geometric algebra. Firstly, based on the axis of rotating joint and the plane of rotation, a sit-free method is established. Standard robot model. Three kinds of robot structures are defined, such as shoulder, elbow and wrist. Then the conformal geometric objects such as line, plane, circumference and sphere are established by using the known conformal points under the above model and robot structure. The rotation angle of each joint axis is calculated by the simple algebraic operation of the constraint relation of the geometric object. In addition, the method is based on further simplifying the algebraic operation. The rotation angle is uniquely determined by the constraint relation between the 2-line object and the normal vector of the plane of rotation, and the inverse kinematics solution is calculated. Finally. Taking the commonly used UNIVERSAL ROBOT UR5 6 DOF joint robot as an example, the algorithm is used to verify the kinematics inverse solution. The results show that the algorithm is correct.
【作者單位】： 常州工學院機械與車輛工程學院;
【基金】：江蘇省自然科學基金青年項目(BK20140252) 江蘇省高校自然科學研究面上項目(14KJB510003)資助
【分類號】：TP242
【正文快照】： 機器人的反解[1-3]是在已知機器人末端執(zhí)行器即工具的期望位姿的前提下,求解機器人各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角的問題。它是進行機器人軌跡規(guī)劃和實時控制的前提和基礎(chǔ),許多學者在這方面做了大量的工作[4-8]。機器人反解首先需要建立機器人運動學模型,目前機器人運動學分析方法主要有2種:D

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1 李啟才;基于共形幾何代數(shù)的可重構(gòu)機器人運動學研究[D];北方工業(yè)大學;2015年

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本文編號：1387650