复杂环境下软体机械臂的运动学解耦与避障方法

摘要：

软体机械臂具有无限自由度和高度灵活性的特点,在复杂非结构化环境中应用潜力巨大.在研究柔性机械臂的过程中,由于软体机械臂各段之间在运动学上存在强耦合性,非结构化环境中软体机械臂运动学关系的构建较为复杂,在求解软体机械臂逆运动学时存在奇异解甚至无解的情况,柔性机械臂的避障控制十分困难.因此,受藤蔓生长过程的启发,提出一种分段建模和顺序控制方法,旨在解决软体机械臂在运动过程中的耦合问题,简化软体机械臂在逆运动学中的求解难度,从而实现机械臂在非结构化环境中实现避障.首先利用分段常曲率法建立软体机械臂运动学模型,利用约束条件快速求解软体机械臂中逆运动学各个参数信息,然后基于快速探索随机树(RRT)建立了机械臂的改进型RRT路径规划算法,最后构建了非结构化复杂环境,并在Matlab中测试了机械臂的避障能力.仿真结果验证了所建立运动学模型的正确性,也表明利用顺序控制策略对实现软体机械臂在非结构化环境中避障具有可行性.

关键词：软体机械臂、避障、路径规划、RRT

分类号：TP241(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金U22B2080

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：9-12,44