基于構(gòu)型選優(yōu)的多冗余機(jī)器人理論及實(shí)驗(yàn)的研究.pdf

1、串聯(lián)式多冗余機(jī)器人由于具有多節(jié)多自由度結(jié)構(gòu)使其具有極好的環(huán)境適應(yīng)性和容錯(cuò)性,因此多冗余機(jī)器人在太空作業(yè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、軍事偵查等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。關(guān)于多冗余度機(jī)器人的可靠性設(shè)計(jì)、避障的研究在實(shí)際工程應(yīng)用上有著重要的意義。通過主動(dòng)鎖定多冗余機(jī)器人的關(guān)節(jié),可以得到多種構(gòu)型。本文利用每種構(gòu)型在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,對(duì)冗余機(jī)器人冗余數(shù)的確定以及基于構(gòu)型選優(yōu)決策的避障算法進(jìn)行了研究,并通過3R-2P機(jī)器人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　 首先,對(duì)多冗余機(jī)器人

2、抽象為一個(gè)系統(tǒng),建立了系統(tǒng)的可靠度表達(dá)式。構(gòu)造可靠性指標(biāo),并結(jié)合冗余機(jī)器人容錯(cuò)能力,得到判斷冗余數(shù)取值范圍的表達(dá)式。然后構(gòu)造避關(guān)節(jié)位移極限、關(guān)節(jié)速度平穩(wěn)性、構(gòu)型復(fù)雜度等性能和結(jié)構(gòu)綜合指標(biāo),采用基于熵權(quán)改進(jìn)的選優(yōu)決策方法,進(jìn)一步選出最優(yōu)冗余數(shù)和構(gòu)型。
　　 其次,采用構(gòu)造勢函數(shù)的方法,對(duì)平面多冗余機(jī)器人3R-2P進(jìn)行避障路徑規(guī)劃。以避障勢函數(shù)為優(yōu)化指標(biāo),通過梯度投影法,反解出機(jī)器人的各關(guān)節(jié)值。然后構(gòu)造條件數(shù)均值、條件數(shù)方差、關(guān)節(jié)速