多自由度机械臂关节运动控制研究
李美强1
马庆禄1
闫浩1
余腾伟2
1.重庆交通大学 交通运输学院,重庆 4000742.重庆交通大学 机电与车辆工程学院,重庆 400074
摘要：机械臂结构具有高度非线性和强耦合等特点,高精度运动控制一直是国内外学者关注的热点问题.以AR4机械臂为研究对象,对机械臂控制影响较大的正、逆运动学进行系统的分析,确定机械臂相应结构参数,利用D-H法求解机械臂正、逆运动学数值计算模型.针对机械臂在空间运动中关节卡顿产生的抖动现象,采用三次样条插值算法进行优化.在笛卡儿空间规划中采用直线插补法减少末端执行器运动距离,通过Matlab仿真得出具体规划点,满足设计要求.最后,利用SolidWorks建立机械臂的三维模型并生成统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,URDF)模型,使用MoveIt进行实际机械臂在关节空间和笛卡儿空间的轨迹规划,通过RViz展示运动过程.试验结果表明,加入三次样条插值算法后,机械臂关节电动机能够保持稳定的运转,相对于无三次样条插值算法,关节轨迹曲率分别降低了15.4%、35.6%、21.3%、26.8%、18.98%和45.7%,有效解决了关节运动过程中的抖振问题,实现了机械臂平稳运动.
关键词：六自由度机械臂正逆运动学三次样条插值运动控制
分类号：TP241.1(自动化技术及设备)
论文发表日期：2025-04-14
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 147-158 )
英文信息