平面冗余机械手的运动学控制扩展运动分配方案外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译.doc

XXX PAGE PAGE I 附录一: 平面冗余机械手的运动学控制扩展运动分配方案 机械工程系,浦项市科学技术研究所125年邮政信箱,浦项市790 - 600年(朝鲜) (最终形式收到:1991年4月28日) 摘要 数度的平面机械手的运动控制的冗余是一个困难的问题,因为重计算,维负担或缺乏适当的技术。扩展运动分配方案,基于平面冗余机械手分解为一系列n冗余当地武器和分发效应器在关节的运动速度水平,本文提出了。配置指数被定义为未成年人的产品对应雅可比矩阵,用于指导全球冗余机械手。提高方案的性能,自动控制,负责内部联合运动,不运动导致效应器,可以使用可选保证全局最优操纵。的重复性问题讨论了冗余机械手使用方案。计算机模拟的结果显示,详细分析了平面特性和9-DOF操纵者,为例。 关键词:运动控制;平面机械手;分配方案,配置指数。 简介 卓越的灵活性和多功能性,人类手臂展品在执行各种任务,主要归因于手臂的运动学冗余。机器人机械手叫做(动)冗余如果它具有更多的自由度(自由度)比是必要的来执行指定的任务。额外的自由度的冗余机械手可以用来实现一些如避免奇点,!避障、2或关节限制回避。3虽然一个或两个冗余度可以用来满足上述，变得非常有吸引力,因为它的使用灵活性和敏捷运动在一定的任务在一个复杂的环境。然而,研究冗余机械手的运动控制冗余度大的尚未执行广泛因为缺乏适当的技术和/或计算负担。 大部分的冗余机械手的运动控制方法专注于解决冗余运用广义逆或伪逆机械手基于性能函数可操纵性等措施,1条件数,兼容性索引,7的机械手的雅可比矩阵。然而,大多数这样的瞬时优化方案是基于本地决策可能不能保证全局最优。9 - 11最近几个全局优化方案被提出,但需要大量的计算,使实时应用程序不现实的。这些伪逆的方法可用于控制平面冗余机械手不管偶数和奇数的自由度。然而,当机械手等大型冗余自由度平面特性或9-DOF某个任务需要在复杂的环境中,伪逆的方法有很大的困难在制定性能函数,发现其梯度向量甚至借助象征MACSYMA等计算。 另一个不同的概念,提出了由李等。12平面四自由度机械手,分解成两个冗余机械手当地武器,称为和前臂,在一个中间的手臂位置或任务点称为肘部。即冗余机械手转换为连续的双臂系统合作,与合作由肘部。这个方案被称为任务分配方案使用一个名为面向任务的可操纵性的新措施措施(汤米),代表任务之间的差异需求和机械手的可操纵性,全球指导任务执行。然而,任务分配方案有以下限制: ? 适它只适用于连冗余机械手的自由度,因为机械手应该分解为。因此该计划变得很难被应用到一个平面机械手单自由度,如平面五自由度或7自由度机械手。 ? 它并不倾向于保留重复性如果所需的奇异值向量对汤米不正确的选择。 ? 汤米需要先验知识所需的奇异值和奇异向量的任务执行,这在实践中是相当困难的。 本文提出一种新方案,可以应用于任何平面冗余机械手通过扩展和推广上述任务分配方案。冗余机械手是把这里当作系统多个冗余手臂串行连接在一起。这个计划叫做扩展运动分配方案摘要,因为它包括运动分配方法和解决运动方法。3虽然基本结构类似于李等人工智能。2,控制方案和方法指导机器人运动的新方案在很大程度上不同于。使用冗余机械手的固有特性,可以可选地包括在自动控制方案来提高可操纵性或获得更理想的配置。灵巧指数,称为配置指数,也是开发作为判据来确定执行自动控制和/或性能函数的最大化解决运动方法。 第二节提出了方案的结构,和第三节描述了控制由配置指数。在第四节中,数值模拟了平面8-00F和9-00F机械手来验证该方法的有效性与讨论。结论在第五节。 2。扩展运动分配方案 方案的基本结构分解为一系列冗余机械手。基本上是2-link机械手模块,但最后可以2自由度或机械手偶数和奇数自由度机械手,分别。甚至当平面冗余机械手的自由度,所有模块和效应器的运动是分发给每个按照下列运动分布的方法。 一个节点被定义为相邻之间的联合。图1说明了平面冗余机械手表示为连续多个辅助臂合作制度。机械手的关节速度,可以表示为一个组合的联合辅助臂速度： 图1多个辅助臂系统在平面的情况下。 , （1） 辅助臂的数量。效应器速度, 辅助臂生成的参照基础构架可以描述的，: 一致的笛卡尔速度的第i个节点，方程(2)表明,效应器运动可以显式地表示辅助臂的共同运动。在这个方程式中,，为奇异值,可以表示分解为：