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              番禺登高维修车出租,   番禺登高安装车出租,   番禺登高车出租     将机械臂用于复杂的工作环境实现多机协作甚至人机协作已经成为了一种趋势，这就要求机械臂能够在复杂多变的环境下执行目标任务的同时保证不与空间中动静态障碍物碰撞。而传统的工业机器人示教编程只能完成单一重复的流水线型任务，当工作环境变换时需要重新编程，对环境的适应性较差。冗余机械臂是一种自身自由度大于任务空间自由度的机械臂，其冗余的特性决定了其更加灵活，能够完成许多传统工业机械臂完成不了的任务，但同样其规划难度也更大。因此研究冗余机械臂的动态避障规划具有现实意义。大多数路径规划算法在高自由度条件下由于计算复杂度过高而无法实现，但人工势场法和快速搜索随机树法不存在这种问题，因此本文以冗余机械臂为研究对象研究其动态避障规划问题，在传统人工势场法和快速搜索随机树算法的基础上针对冗余机械臂的特点提出了改进算法。本文主要研究工作如下：

         1,   机械臂控制在关节空间中实现，而环境信息往往在笛卡尔空间中获取，因此需要通过机械臂逆运动学实现笛卡尔空间到机械臂关节空间的映射，但冗余机械臂逆运动学目前没有统一的求解算法。因此本文研究分析了目前常用的一些冗余机械臂逆运动学求解算法，包括数值解法和解析解法，介绍了不同算法的优点与不足。在路径规划时依据不同规划算法的特点选择合适的逆运动学求解方法。

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           ２．针对冗余机械臂自由度过高，无法在构型空间中构造人工势场以达到动态避障目标的问题，本文提出了一种改进的人工势场法。通过直接在机械臂末端定义吸引速度，在机械臂与障碍物的最近点处定义排斥速度，并利用冗余机械臂逆运动学通用的数值解法将两种速度在机械臂关节空间合成，从而将人工势场法用于高自由度机械臂，避免了构型空间的构造。针对机械臂运动速度可能低于障碍物运动速度而导致无法避开障碍物的问题引入了Ｐｉｖｏｔ算法，使其能够避开速度过快的障碍物。对于人工势场法中常有的局部极小值问题，通过在最近点与目标的连线处构造虚拟障碍物以达到跳出局部极小值的目的。通过仿真实验证明了该算法的有效性。

          ３．人工势场法虽然能够实现冗余机械臂动态避障规划，但机械臂在运动到障碍物附近时容易抖动，且由于机械臂的运动轨迹无法预先得到因此无法对轨迹进行优化处理。为解决该问题，本文提出了一种改进的快速搜索随机树算法，包括离线规划和在线规划两部分。离线规划部分首先利用冗余机械臂逆运动学的解析解法结合人工势场法确定最优目标状态，然后以该目标状态为目标构建搜索树，得到一条从初始状态到目标状态的无碰路径，解决构建搜索树时计算复杂度过大而无法用于在线规划的问题。在线规划部分在离线规划得到的搜索树上依据机械臂当前状态切换根节点，并依据当前环境扩展和更新搜索树，实时得到一条从当前状态到目标状态的路径，达到避开动态障碍的目的。当原目标状态被动态障碍物遮挡导致目标不可达时切换目标节点重新搜索一条新的路径。通过仿真实验证明了该算法的有效性。

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