木板抓取冗余机械臂逆运动学求解

来源：计算机集成制造系统杂志2020年第12期北京时间：

作者：徐呈艺,刘英,贾民平,肖轶,曹健

单位：1.南京林业大学机械电子工程学院2.东南大学机械工程学院3.南通职业大学机械工程学院

摘要：针对木板抓取冗余机械臂逆运动学求解困难的问题,基于七自由度机械臂的几何构型与向量特性,引入机械臂自运动结合位姿分离法求解逆运动学。首先由机械臂关节末端位置向量解得关节变量4和臂型参考平面时的前三个关节变量,再引入臂型角对关节0-3的姿态矩阵进行Rodrigues变换求解前3个关节变量;然后通过机械臂关节末端姿态矩阵求解后3个关节变量,并对该机械臂奇异点进行分析;最后以加权构型空间距离函数最小值对应的机械臂关节角作为选定的逆解。通过实验表明该方法成功率更高、耗时更短、结果精度更高,木板抓取试验成功率高。该方法在冗余机械臂视觉伺服等实时控制中有较好的应用意义。

关键词：木板抓取,冗余机械臂,七自由度,逆运动学,位姿分离,逆解优选

基金资助：江苏省重点研发计划(产业前瞻与关键核心技术)资助项目(BE2019112);江苏省政策引导类计划(国际科技合作)资助项目(BZ2016028);江苏省自然科学基金面上资助项目(BK20191209);江苏高校“青蓝工程”资助项目(2019);江苏省高等职业院校专业带头人高端研修资助项目(2019GRFX084)。