七自由度冗余机械臂避障控制

Authors：姜力; 周扬; 孙奎; 刘宏

Source：光学精密工程, 2013, (07): 1795-1802.

• 自运动
• 冗余机械臂
• 避障
• 动力学控制 self-motion
• redundant manipulator
• obstacle avoidance
• dynamic control

基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法。该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动;基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测;根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间运动方程,改进具有位置内环的逆动力学控制方法,使机械臂避障时的动态性能具有类似质量-阻尼系统的物理特性。该方法可以在控制末端执行器运动的同时实现冗余机械臂避障。为了验证所提出方法的性能,利用在轨自维护实验平台完成了实验。实验结果表明,机械臂与障碍物的最近距离大于40mm,末端执行器位置动态误差小于10mm,稳态误差小于2mm。这些结果显示,所提出的方法通过合理地自运动行为实现了冗余机械臂的避障控制,而且在避障过程中不影响末端执行器的操作。

• Institution
  哈尔滨工业大学