冗余度機器人的運動控制與優(yōu)化.pdf

1、冗余度機器人是20世紀80年代末出現(xiàn)，在90年代得到發(fā)展的一種先進機器人系統(tǒng)，它由空間技術(shù)和先進制造的需要而產(chǎn)生。人們利用其特有的冗余特性，可以克服一般機器人靈活性差、避障能力低、關(guān)節(jié)超限以及動力學性能差等缺點。更重要的是，利用冗余特性可以對機器人的運動進行優(yōu)化,針對不同的機器人，可以提出合適的優(yōu)化目標，而針對此優(yōu)化目標，可以通過冗余關(guān)節(jié)調(diào)整機器人的運動，從而達到優(yōu)化機器人運動的目的。
　　冗余度機器人的冗余特性使得它運用十分廣泛

2、。本課題以醫(yī)工交叉為研究背景，在國家自然科學基金（30801302）和機械系統(tǒng)與振動國家重點實驗室自主課題基金（MSV-MS-2010-02）的資助下，成功地將冗余特性應用在了手術(shù)輔助機器人上，并取得良好的實驗效果。此手術(shù)輔助機器人的主要作用是在骨科手術(shù)中輔助醫(yī)生完成精細的操作，主要有截骨切削、磨削鉆孔、夾持固定等功能。
　　下面就本文所的主要內(nèi)容予以說明：
　　1.采用D-H法建立了機器人的D-H坐標，并在此基礎(chǔ)上計算了機

3、器人的運動學正解，并采用位姿分離的方法求出了7自由度手術(shù)輔助機器人的運動學逆解。
　　2.介紹了空間直線與圓弧的插補算法，并對插補而產(chǎn)生的誤差進行了分析。
　　3.研究了冗余度機器人運動控制的優(yōu)化算法。根據(jù)本手術(shù)輔助機器人的特點，提出了兩種優(yōu)化算法。一是通過調(diào)整冗余關(guān)節(jié)的位移來降低機器人的最大關(guān)節(jié)位移，以減小機器人的插補時間和動作幅度，提高機器人的作業(yè)效率。二是通過調(diào)整冗余關(guān)節(jié)的位移使得各個關(guān)節(jié)的位移盡量在關(guān)節(jié)極限中心附近變