2013.09-2015.09   项目研究：典型移动机械手的运动分析和轨迹规划

1. 背景：

当前对于串联机械臂的逆解多解性问题，需要后续的算法进行筛选和匹配，比如最短路径、能量最优等；对于笛卡尔空间的连续轨迹规划，可采用四元数插补、弗莱纳公式、轴角公式等方法进行姿态规划，但问题依然存在，尤其对于欠自由度机械臂。目前轨迹规划多在关节空间中进行，由此规划的末端轨迹复杂、不可预测。同时运动学分析是轨迹规划、运动控制的基础。

2. 方案：

2.1运动学分析与控制：提出留元法解决机器人逆运动学问题，无需筛选和匹配算法可从多解中直接获取最优解确定唯一性

• 两类五轴工业机械臂：德国KUKA公司的youBot移动机械手，美国Mobile Robots公司的Pioneer-arm机械臂

• 六轴串联机械臂/仿人腿：美国Unimation公司PUMA-560机械臂，韩国Robotis公司DARwIn-OP仿人机器人

 

2.2连续轨迹规划：提出耦合末端执行器位置信息的动态参考姿态和静态参考姿态的规划方法，解决连续时变姿态规划问题
从而实现笛卡尔空间的轨迹规划，尤其欠自由度机械臂，解决在笛卡尔空间下的复杂轨迹规划的准确离线编程

3. 总结：

由于确定了逆解唯一性，因而是当前除查表法以外最快的逆运动学解算算法。目前已获得国家发明专利授权；同时，相关的项目信息已获得在德国KUKA-youBot官网展示（youBot通讯2015第03期）。