农业机械学报

作者：李光,肖帆,杨加超,章晓峰,马祺杰

单位：湖南工业大学,湖南工业大学,湖南工业大学,湖南工业大学,湖南工业大学,

关键词：工业机器人; 唯一域; 逆运动学解; 雅可比矩阵; CMA-ES算法

基金：国家自然科学基金项目(11602082)和湖南省自然科学基金项目(2018JJ4079)

针对机器人的逆运动学多解问题，提出一种基于唯一域求解的新方法。利用机器人的雅可比矩阵行列式等于0确定的边界，将机器人的关节空间划分为与逆运动学多解数目一致的唯一域；各唯一域的边界作为约束条件，将唯一域内的逆运动学求解转换为CMA-ES算法的有约束寻优；利用佳点集均匀分布性的特点，优化唯一域中?CMA-ES算?法求解的初始均值点。通过求6R工业机器人的逆运动学多解，阐述了该方法的应用，并以机械臂逆解数值法为参照，在钱江一号6R工业机器人和KUKA仿人机械臂上进行了2个仿真实验对比。仿真结果表明，本文所提方法在满足精度要求的前提下，平均求解时间更短。实验1中，CMA-ES算法求解一组逆解的平均速度约为5.1?ms/次，数值法求解的平均速度约为7.5?ms/次；实验2中，一组逆解的求解平均速度约为18.9?ms/次，数值法求解的平均速度约为54.8?ms/次；CMA-ES算法对两款机器人的位置跟踪精度均稳定在10??-6??mm数量级。

来源：2019年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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