YANG Zheng1, SHANG Jian-zhong1, WANG B iao2, TANG L i1, L IANG K e-shan1, GOU M ing-kang2
( 1. Co llege o fM echatron ics Eng inee ring and A utom ation N ational U niversity of D efense T echno logy, Changsha 410073, China; 2. T he F irst Eng ineers Sc ientific R esearch lnstitute o f the G enera lA rm am ents D epartm ent, W ux,i 214035, Ch ina) Ab stract: A m e thod fo r tra jectory p lann ing o f hydrau lic-drive m an ipu lator is put fo rw ard. V ia co llision- free m otion
2. 总装工程兵科研一所, 无锡 214035)
摘 要: 提出了一种基于液压驱动的机械臂轨迹规划方法。在对 n自由度机械臂进行基于 C 空间的 无碰
撞轨迹规划后, 根据液压驱动机械臂的特 性, 并在对机械 臂运用 ADM S进行运 动求逆 的基础上, 采 用抛物 线过
渡线性插值算法对液压缸进行了运动优化, 得到了 基于无碰撞的优化轨迹。仿真及实装试验结果表 明, 所 规划
K ey words: hydrau lic-drive; m anipu lato r; collision- free; tra jectory p lann ing
机械臂是具有传动执行 装置的 机械, 它由手 臂、关节和 末端执行装置构成, 组合为一个互相连结 和互相依 赖的运动 机构 [ 1] 。工程中采用液 压驱 动的机 械臂, 如 挖掘机 械, 往往 由于作业内容的不确定性, 大多采用人工 操纵机械 臂的方法 进行作业。但是对 于作业 内容 确定且 有一 定装 配精度 要求 的机械臂, 如定点吊 运机 械, 如 果采 用人 工操 纵, 不但 耗费 人力物力和时间, 而且往往达不 到要求, 甚至 还可能 出现安 全问题, 因此, 当前 迫切需 要一 种能够 满足 要求 的实用 的机 械臂轨迹规划方法, 便于自动控制, 降低成本, 保障安全。
的运动轨迹符合各项性能指标, 同时械臂; 无碰撞; 轨迹规划
中图分类号: TH 137. 51; TH 213. 1; TP241. 3
文 献标识码: A
Study on T rajectory P lann ing for H ydraulic- Drive M anipulator
第 25卷第 2期 2009年 4月
机械设计与研究 M achine D esign and R esearch
V o.l 25 N o. 2 A pr. , 2009
文章编号: 1006-2343( 2009) 02-047-05
液压驱动机械臂的轨迹规划
杨 政 1, 尚建忠1, 王 彪2, 唐 力 1, 梁科山 1, 苟明康 2 ( 1. 国防科技大学 机电工程与自动化学院, 长沙 410073, E-m ai:l yangzheng@ nud.t edu. cn;
目前, 在机器人 (包 括机械 手 /臂 ) 轨迹 规划 方面已 有了 较多的研究, 如计算、推导方法 方面, 郭宗和 [2] 等对 一种并联 机构动平台的运动轨迹规划 进行了 推导, 提出 了 3- R PC 并 联机构的运动学反解计算公式 ; 郭柏林 [3] 等对一种 新型机械 手进行了仿真, 得到了该机 械手的一 些动态 参数; K o ivo[ 4] 等 利用 N ew ton-Euler方程描 述了 挖 掘机 构的 运动 关系 并 建立 了较完整的系统 动力 学方程。 还有一 部分 则着 重介绍 了轨 迹规划的算法, 如 杜亮 [ 5] 等 出了一 种工 业机 器人 连续 轨迹 位置规划算法: 王随 平 [ 6]、Sanc ibrian[7] 等 提出了 改进的 蚁群 优化算法, 等等。但是, 大 多数 都是针 对电 机驱动 的轻 型机
planning o f the m anipulator based on C-Space, and acco rd ing to the cha racte ristic o f hydrau lic m an ipu lator, som e key po ints used for the mo tion optim ization o f hydraulic cy linder are ob tained, based on the so lutions com puted by ADAM S / v iew for inverse kinema tics o f the m an ipulator, the op tim ization tra jec to ry is ach ieved after the m otion optim ization o f hydraulic cy linder v ia the algor ithm o f pa rabo lic interpo lation. F ina lly, the resu lts of the simu lation and the test ind ica ted that the property of the mo tion tra jec to ry m eets all o f the targets and the va lidity o f the m ethod is ver ified.
收稿日期: 2008 - 12- 02