基于蜂群算法的七自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的研究.pdf

1、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)是機(jī)器人學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容，關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題是末端執(zhí)行器活動(dòng)路徑與各個(gè)關(guān)節(jié)受力之間的關(guān)系。目前，機(jī)器人的操作環(huán)境更加多樣化，需要完成的工作任務(wù)也更加復(fù)雜，普通的非冗余自由度機(jī)器人已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足工作空間的避障要求。為了使工業(yè)機(jī)器人適應(yīng)更加多變的工作環(huán)境和工作任務(wù)，越來(lái)越多的冗余自由度機(jī)器人得到了應(yīng)用。
　　七自由度機(jī)器人是典型的冗余自由度機(jī)器人。由于多了一個(gè)冗余自由度，在末端位姿指定的情況下，機(jī)器人關(guān)節(jié)空間中存在著無(wú)窮組運(yùn)動(dòng)學(xué)

2、逆解與指定末端位姿相對(duì)應(yīng)，如何在無(wú)窮組解中尋找最優(yōu)的解是七自由度機(jī)器人控制的關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)有的方法大都存在算法設(shè)計(jì)復(fù)雜，計(jì)算精度和實(shí)時(shí)性差等缺陷，本文利用人工蜂群算法簡(jiǎn)單易懂、魯棒性強(qiáng)、控制參數(shù)少等特點(diǎn)進(jìn)行七自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的求解，并通過(guò)借鑒遺傳算法中的交叉運(yùn)算改進(jìn)了基本人工蜂群算法的搜索方式，提高了搜索能力和收斂速度，同時(shí)利用位姿分離的方法將七自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分解為位置冗余解和姿態(tài)解，利用改進(jìn)的人工蜂群算法求解位置冗余解，利

3、用公式解析求解姿態(tài)解，該方法簡(jiǎn)化了七自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的復(fù)雜性，提高了求解的速度和精度，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　本論文首先以機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，對(duì)連桿位姿進(jìn)行了介紹，采用齊次坐標(biāo)變換的方式描述了連桿的平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使用D-H法建立機(jī)器人各關(guān)節(jié)的坐標(biāo)系，推導(dǎo)出了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。其次，重點(diǎn)介紹了人工蜂群算法的基本原理、循環(huán)流程、運(yùn)算特點(diǎn)、參數(shù)設(shè)置以及幾種改進(jìn)的人工蜂群算法。以本實(shí)驗(yàn)中心已有的七自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)型機(jī)器人為研究對(duì)