【摘 要】
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随着计算机技术与人工智能技术的飞速发展,机器人技术研究已进入了智能机器人发展阶段.冗余度机器人是机器人研究领域的一个重点内容.多余的自由度可以用来改善机器人的运动
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随着计算机技术与人工智能技术的飞速发展,机器人技术研究已进入了智能机器人发展阶段.冗余度机器人是机器人研究领域的一个重点内容.多余的自由度可以用来改善机器人的运动及动力学特性,如增加灵活性、躲避障碍、回避奇异等,因而,它比非冗余度机器人具有更多优越的性能.该文以冗余度机器人为主要研究内容,针对类人机器人单、双臂进行了理论分析,在此基础上,对单臂回避障碍、双臂协调运动进行了仿真研究.该文首先简要介绍了冗余度机器人臂运动学基础理论,阐述了伪逆阵通解、关节坐标空间分解及Jacobian矩阵零空间向量求解.然后对7-D.O.F单臂运动学进行研究,给出了运动学正问题的矩阵变换法和逆问题的解析法通解.在回避平面窗口形障碍理论基础上,该文提出了回避均匀厚度窗口形障碍理论,同时给出了障碍回避算法和障碍传感器信息相结合的使用方法,并简述了回避奇异和回避关节极限理论.此外,该文还介绍了多附加作业下的运动学逆解问题.针对7-D.O.F双臂机构,分析了检验可能相碰的条件,研究了双臂协调的最优逆运动学解,并给出了双臂协调控制算法流程图.最后,该文利用ADAMS软件建立了7-D.O.F单、双臂仿真模型,并结合上述理论进行了相关的程序设计,实现了单臂回避均匀厚度窗口形障碍、双臂避碰协调运动的仿真,给出了机器人臂末端操作器的位移特性曲线和肩、肘关节角变化轨迹曲线,从而验证了理论的正确性、通用性.
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