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基于双插补轨迹控制的七关节机械臂避障

任金超 李佳昌 王平江(通讯作者) 魏鹏 张小晗

任金超, 李佳昌, 王平江(通讯作者), 魏鹏, 张小晗. 基于双插补轨迹控制的七关节机械臂避障[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.11.03.001
引用本文: 任金超, 李佳昌, 王平江(通讯作者), 魏鹏, 张小晗. 基于双插补轨迹控制的七关节机械臂避障[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.11.03.001
Obstacle avoidance of seven-joint manipulator based on double interpolation trajectory control[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.11.03.001
Citation: Obstacle avoidance of seven-joint manipulator based on double interpolation trajectory control[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.11.03.001

基于双插补轨迹控制的七关节机械臂避障

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.11.03.001
详细信息
  • 中图分类号: TP242.2

Obstacle avoidance of seven-joint manipulator based on double interpolation trajectory control

  • 摘要: 近年来随着工业生产要求的提高,智能化、自动化技术的代表七关节机械臂受到了国内外学者的广泛关注,而在七关节机械臂的研究领域中尤为重要的一项关键技术就是机械臂避障和轨迹控制技术。在机械臂避障领域,传统的基于避障指标的梯度投影法虽然可以达到避障的目的,但是会存在末端跟踪精度下降和无法精确控制关节连杆轨迹的问题。针对上述不足,本文基于七关节机械臂的解析解提出了一种新的基于双插补的机械臂轨迹控制算法,该方法利用给定的机械臂腕部关节中心点的位置向量推导出该位置向量在轨迹规划器TP中的插补运算方程,并依据腕部中心点位置向量得到第七关节自运动的旋角,将每个插补周期插补出的旋角值附加到已通过解析解计算出的逆解关节向量的第七关节角度值上,从而达到关节轨迹控制的目的。此外还可以通过通用的梯度投影法计算出一组关节角度值作为参考来进行解析解选解从而达到避免奇异点的影响的效果。该方法基于改造后的七关节机械臂构型在LinuxCNC实时控制平台和matlab仿真平台上都进行了实验,并以机械臂的末端精度作为衡量指标,验证了基于该方法对机械臂关节轨迹控制的有效性和相比于梯度投影法其末端精度控制的优越性。

     

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  • 网络出版日期:  2023-03-28

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