基于超冗余度机械臂动力学的时间最优轨迹规划  

Time Optimal Trajectory Planning of Hyper Redundant Manipulator Taking Its Dynamics into Account

作　　者：王建滨[1] 马培荪[1] 徐军[1] 郝颖明[2] 

机构地区：[1]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030 [2]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室,沈阳110015

出　　处：《上海交通大学学报》2002年第9期1360-1364,共5页Journal of Shanghai Jiaotong University

基　　金：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学重点实验室基金资助项目 (RL2 0 0 10 5 )

摘　　要：基于超冗余度机械臂的动力学方程 ,提出了一种超冗余度机械臂同时受速度和力矩约束的时间最优轨迹规划方法 .它首先采用 B样条曲线拟合无碰撞离散路径 ,得到由伪位移参数 s表示的超冗余度机械臂连续、光滑运动路径 ,然后对动力学方程和约束方程进行数学变换 ,得到由 s表示的动力学方程和约束方程 ,最后以 s和伪速度 s· 分别作为动态规划的阶段变量和状态变量 ,对超冗余度机械臂进行时间最优轨迹规划 .仿真结果表明 ,所给出的时间最优轨迹规划算法是正确的 。Taking dynamics of the system into account, this paper proposed an approach of time optimal trajectory planning for hyper redundant manipulator subject to the constraints of joint velocity and joint torque. B splines are used to fit collision free sequences into a continuous smooth path parameterized by pseudo displacement s . Then, the dynamics equation and constraint equations of the manipulartor are expressed by s through the transformation on the original equations. Finally, taking s and pseudo velocity s · as a stage and state variable respectively, the dynamic programming is used to plan time optimal trajectory. The simulation with 6 DOFs planar hyper redundant manipulator proves that the algorithm is correct and the approach is feasible.

关 键 词：超冗余度机械臂 动力学 时间最优轨迹规划 动态规划 速度约束 力矩约束 自由度 

分 类 号：TP241[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]