欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制

›› 2004, Vol. 40 ›› Issue (8): 145-149.

欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制

何广平;陆震;王凤翔

北方工业大学机电工程学院;北京航空航天大学自动化学院

发布日期:2004-08-15

DYNAMIC MOTION PLANNING AND CONTROL OF UNDER-ACTUATED MANIPULATORS BASED ON DYNAMIC SUB-SPACE METHOD

He Guangping;Lu Zhen;Wang Fengxiang

School of Mechatronics Engineering, North China University of Technology School of Automation Science and Electronics Engineering, Beijing University of Aeronautics and Astronautics

Published:2004-08-15

摘要/Abstract

摘要： 欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的，系统运动可能发生动力学耦合奇异，使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统，基于动力学分析提出一种优化控制方法，其核心是在欠驱动机器人的全部耦合运动空间中，根据动力学耦合操作性度量，动态构造有限个覆盖全部耦合运动空间的具有最佳耦合度的子空间，使发生在这些子空间中的耦合运动具有余度驱动的特点，从而实现提高欠驱动机器人的动力学耦合度的优化控制。提出的方法通过平面四连杆机器人进行仿真，仿真结果证明了这种方法是可行的。

关键词: 动力学耦合, 欠驱动机器人, 优化控制, 运动规划

Abstract: The motion of passive joints of under-actuated robots is driven by dynamic coupling between the actuated joints and the passive one. The coupling always encounters dynamic singularity, which result in poor manipulability of system. Dealing with the arbitrary under-actuated manipulator, a dynamic optimal method is proposed. The core is construct a finite subspace motion sequences that cover with the full dynamic coupling space according as the coupling measure, the motion occurred in the subspace has redundancy, and can be utilized to optimize the coupling. A simulation on a four links under-actuated manipulator verifies this method.

Key words: Dynamic coupling, Motion planning, Optimal control, Under-actuated manipulator

中图分类号:

TP242

何广平;陆震;王凤翔. 欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制[J]. , 2004, 40(8): 145-149.

He Guangping;Lu Zhen;Wang Fengxiang. DYNAMIC MOTION PLANNING AND CONTROL OF UNDER-ACTUATED MANIPULATORS BASED ON DYNAMIC SUB-SPACE METHOD[J]. , 2004, 40(8): 145-149.

[1]	白有盾, 陈新, 杨志军. 考虑阻尼衰减的点位操作时间最优运动规划[J]. 机械工程学报, 2019, 55(5): 104-112.
[2]	高帅,张兴,赵文广,郭华越. 双有源桥DC-DC变换器最小回流功率控制策略[J]. 电气工程学报, 2019, 14(2): 24-29.
[3]	关英姿, 刘文旭, 焉宁, 宋春林. 空间多机器人协同运动规划研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(12): 37-43.
[4]	王俊刚, 汤磊, 谷国迎, 朱向阳. 超冗余度机械臂跟随末端轨迹运动算法及其性能分析[J]. 机械工程学报, 2018, 54(3): 18-25.
[5]	刘献礼, 刘强, 岳彩旭, 王力翚, LIANG S Y, 计伟, 高海宁. 切削过程中的智能技术[J]. 机械工程学报, 2018, 54(16): 45-61.
[6]	余联庆, 枚元元, 李琳, 王玉金, 吴昌林. 闭链弓形五连杆越障能力分析与运动规划^*[J]. 机械工程学报, 2017, 53(7): 69-75.
[7]	王伟方, 唐晓强, 邵珠峰. 八索立式储罐并联机器人设计及性能优化[J]. 机械工程学报, 2016, 52(9): 1-8.
[8]	左方睿, 王化明, 栾云广, 朱剑英, 王振, 黄青云. 燃气动力弹跳机器人的设计与试验研究[J]. 机械工程学报, 2016, 52(11): 19-21.
[9]	吴海彬, 彭爱泉, 何素梅. 基于危险指数最小化的机器人安全运动规划[J]. 机械工程学报, 2015, 51(9): 18-27.
[10]	侯媛彬, 薛斐, 郑茂全, 樊荣. 基于多层编码的遗传-粒子群融合算法流水线优化控制[J]. 机械工程学报, 2015, 51(9): 159-164.
[11]	刘逸群, 邓宗全, 刘振, 丁亮, 高海波, 李宇超. 液压驱动六足机器人一种低冲击运动规划方法[J]. 机械工程学报, 2015, 51(3): 10-17.
[12]	余跃庆, 梁浩, 张卓. 平面4自由度欠驱动机器人的位置和姿态控制[J]. 机械工程学报, 2015, 51(13): 203-211.
[13]	赵柏萱;刘检华;宁汝新;刘佳顺. 一种基于运动规划的选择拆卸序列规划技术[J]. , 2014, 50(7): 136-145.
[14]	刘灿昌刘露. 智能结构超谐波振动的最优化控制[J]. , 2014, 50(1): 98-103.
[15]	肖晶晶;杨洋;李大寨;黄龙;张雷雨. 眼科显微手术机器人研究进展及关键技术分析[J]. , 2013, 49(1): 15-22.