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基于相对雅可比法的双臂协同避障运动控制
1
作者 梁国祥 姜喜胜 +2 位作者 吴剑雄 李思敏 杨芳艳 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第19期247-255,共9页
目的针对双机械臂系统在包装作业环境中的控制,提出1种具有实时避障功能的双臂协作算法。方法根据双臂相对位置关系求得相对雅可比矩阵,从而控制双臂末端的相对位姿,以达到双臂协作的效果。同时,该算法利用了双机械臂形成的冗余度特性... 目的针对双机械臂系统在包装作业环境中的控制,提出1种具有实时避障功能的双臂协作算法。方法根据双臂相对位置关系求得相对雅可比矩阵,从而控制双臂末端的相对位姿,以达到双臂协作的效果。同时,该算法利用了双机械臂形成的冗余度特性对其进行自主运动规划,双臂构型根据障碍物位置与双臂相对位置进行实时调整,实现零空间避障的效果。之后建立双机械臂仿真对算法进行验证。结果双臂在执行协作任务的过程中,机械臂与障碍物的距离>0.18 m,双臂之间距离>0.25 m。该方法不仅确保了双臂协作时的无碰撞运动,还充分利用了每个机械臂的冗余自由度,从而提高了机械臂运动的灵活性,且运行速度平稳、无较大突变。结论采用所提出的双臂协同避障算法,可实现双臂协作时的无碰撞功能,对于包装作业等复杂环境下有一定应用价值。 展开更多
关键词 双臂协作 冗余自由度 相对雅可比 零空间避障
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机器人相对雅可比矩阵解析求解方法研究 被引量：3
2
作者 席文明 吴洪涛 +1 位作者 罗翔 朱剑英 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期614-619,共6页
为了简化冗余度机器人雅可比矩阵的求解 ,本文给出了一种雅可比矩阵解析求解方法 .该方法是将基坐标系建立在中间关节上 ,从而得到机器人的相对雅可比矩阵 ,使得雅可比矩阵表达简单 .利用现有的公式对雅可比矩阵中的元素进行改写 ,将矢... 为了简化冗余度机器人雅可比矩阵的求解 ,本文给出了一种雅可比矩阵解析求解方法 .该方法是将基坐标系建立在中间关节上 ,从而得到机器人的相对雅可比矩阵 ,使得雅可比矩阵表达简单 .利用现有的公式对雅可比矩阵中的元素进行改写 ,将矢量叉乘变为矢量点乘 .通过改写可以将雅可比矩阵中的元素计算用公式解析表达 ,使得计算过程简单、方便 ,与微分变换法和矢量叉乘法相比较 ,该方法概念清晰 ,计算规范 .通过示例验证 。 展开更多
关键词 雅可比矩阵 冗余度机器人 解析求解 相对雅可比阵 绝对雅可比阵
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双悬臂截割机器人相对动力学建模与力位混合控制研究
3
作者 刘鹏 周昊晨 +7 位作者 马宏伟 曹现刚 张旭辉 段学超 毛清华 田海波 薛旭升 王川伟 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期80-89,共10页
双悬臂截割机器人可解决传统单臂掘进机在截割大尺寸断面时效率低下的难题,但其与煤岩的动态交互影响控制性能。现有研究以双臂接触同一对象形成运动闭链为前提,无法满足双悬臂截割机器人双臂运动及末端截割头输出力的控制要求。针对该... 双悬臂截割机器人可解决传统单臂掘进机在截割大尺寸断面时效率低下的难题,但其与煤岩的动态交互影响控制性能。现有研究以双臂接触同一对象形成运动闭链为前提,无法满足双悬臂截割机器人双臂运动及末端截割头输出力的控制要求。针对该问题,设计了一种基于机器人相对动力学模型的力位混合控制系统。建立双悬臂截割机器人运动学和动力学模型,基于机器人的相对雅可比矩阵及虚位移与虚功原理推导出机器人的相对动力学模型,通过单一变量同时描述机器人双臂的运动状态,将机器人双臂独立的动力学模型整合为一个整体。基于机器人的相对动力学模型,设计了机器人双臂力位混合控制系统,通过李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性和可行性。仿真结果表明:双悬臂截割工艺较单悬臂截割拥有更大的工作空间,具有一次性实现大断面截割的能力;双悬臂截割机器人力位混合控制系统能够完成对期望相对位置和期望相对力的同步跟踪,对截割头期望位置跟踪的绝对误差在0.3132 m以内,均方根误差为0.1447 m。 展开更多
关键词 巷道掘进 双悬臂截割机器人 力位混合控制 相对动力学 相对雅可比矩阵
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双臂协调机器人相对动力学建模 被引量：21
4
作者 张建华 许晓林 +1 位作者 刘璇 张明路 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期34-42,共9页
双臂机器人动力学建模是研究双臂协调运动的关键技术,难点在于同一系统中建立两机械臂之间联系。针对双臂协调机器人动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立了两臂动力学模型一般形式,运用矢量解析法求解单臂角速度雅可比矩阵,然后结合虚... 双臂机器人动力学建模是研究双臂协调运动的关键技术,难点在于同一系统中建立两机械臂之间联系。针对双臂协调机器人动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立了两臂动力学模型一般形式,运用矢量解析法求解单臂角速度雅可比矩阵,然后结合虚位移原理,基于相对雅可比矩阵建立双臂协调机器人相对动力学模型,确立两机械臂末端相对作用力与关节参数之间关系。仿真和试验结果验证了矢量解析法与相对动力学模型的正确性,该模型能够求解两机械臂末端相对力,为分析双臂协调运动提供理论依据。 展开更多
关键词 相对雅可比矩阵 协调 动力学建模 双臂机器人
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