拟人机械臂关节等效的运动学映射算法

来源：计算机工程与应用杂志2023年第20期北京时间：

作者：李斯雨, 闵华松, 王琪

单位：武汉科技大学 机器人与智能系统研究院，武汉 430080

摘要：为了更好地促进机器人对人体动作的实时精准模仿，以人臂运动特性为基础，针对拟人机械臂提出了一种基于等效关节的运动学映射算法。该方法根据人臂关节运动特点，将拟人机械臂关节等效为人臂关节，建立人臂到机械臂的转换模型。并由转换模型与人臂特征函数确定映射函数，解决了人臂关节与拟人机械臂关节之间旋转轴线差异问题。针对拟人机械臂逆运动学复杂问题，提出一种新的逆运动学求解方法。该方法利用等效关节为球关节特点，将拟人机械臂逆运动学问题分解成三个问题，分别求解各关节角。仿真和实际实验结果表明，所提出的映射方法能够使机器人平滑且准确地复现人臂动作，拥有较高末端精度与完美的位形相似度。并与基于关节空间的映射算法和任务空间的映射方法进行了比较。

关键词：机器人模仿,运动学映射,运动相似性,拟人机械臂