本文選題：冗余機(jī)械臂　切入點：逆運動學(xué)　出處：《機(jī)器人》2016年03期

【摘要】：針對冗余機(jī)械臂逆運動學(xué)求解結(jié)果極有可能超過機(jī)械臂物理限制的問題,提出一種基于凸優(yōu)化的逆運動學(xué)求解方法使得逆解結(jié)果滿足物理約束.首先分析了關(guān)節(jié)速度與力矩關(guān)系,采用機(jī)械臂動能及重復(fù)運動為優(yōu)化指標(biāo),以關(guān)節(jié)速度、關(guān)節(jié)力矩為優(yōu)化變量.然后將逆運動學(xué)求解問題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃問題,充分利用冗余特性,實現(xiàn)逆運動學(xué)求解時避免關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度、關(guān)節(jié)力矩極限.最后利用7自由度冗余機(jī)械臂KUKA LBR iiwa進(jìn)行仿真,求解關(guān)節(jié)量結(jié)果符合物理極限及優(yōu)化準(zhǔn)則.結(jié)果表明本文提出的方法適用于物理受限冗余機(jī)械臂的逆運動學(xué)求解.
[Abstract]:Aiming at the problem that the inverse kinematics results of redundant manipulators are likely to exceed the physical limitations of the manipulator, a inverse kinematics method based on convex optimization is proposed to satisfy the physical constraints.Firstly, the relationship between joint velocity and torque is analyzed. The kinetic energy and repetitive motion of the manipulator are used as the optimization indexes, and the joint velocity and the joint moment are taken as the optimization variables.Then the inverse kinematics problem is transformed into a convex optimization problem, and further transformed into a quadratic programming problem, which makes full use of redundant characteristics to avoid joint position, joint velocity and joint torque limit when solving inverse kinematics.Finally, the KUKA LBR iiwa is used to simulate the redundant manipulator with 7 degrees of freedom, and the result of solving the joint quantity accords with the physical limit and the optimization criterion.The results show that the proposed method is suitable for inverse kinematics of physically constrained redundant manipulators.
【作者單位】： 東南大學(xué)自動化學(xué)院;復(fù)雜工程系統(tǒng)測量與控制教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61503076,61175113) 江蘇省自然科學(xué)基金(BK20150624) 復(fù)雜工程系統(tǒng)測量與控制教育部重點實驗室開放課題(MCCSE2014B02)
【分類號】：TP241

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本文編號：1721842