冗余机械臂运动学建模与轨迹规划分析.pdf

第24卷第1期湖南工业职业技术学院学报Vol.24No.1

2023年2月JOURNALOFHUNANINDUSTRYPOLYTECHNICFeb.2024

冗余机械臂运动学建模与轨迹规划分析

季晓明

（江苏安全技术职业学院智能制造与应急装备学院，江苏徐州，221011）

［摘要］针对七自由度冗余机械臂运动规划问题，提出了一种改进的运动学建模方法和轨迹规

划方法。首先，通过改进的DH参数法建立冗余机械臂的正向运动学模型，描述从关节空间到笛卡

儿空间的变换。然后，提出加权最小二乘法建立冗余机械臂的逆向运动学模型，快速求解笛卡儿

空间到关节空间的变换。接着，利用五阶多项式插值函数对冗余机械臂进行关节空间轨迹规划，

提高机械臂运动的平坦性。最后，在仿真中验证了本文所提方法的有效性，结果表明该方法能够

有效解决冗余机械臂的运动规划问题，具有一定的实际应用参考价值。

［关键词］冗余机械臂；运动规划；运动学建模；轨迹规划

［中图分类号］TP242［文献标识码］A［文章编号］1671-5004（2024）01-0014-06

DOI：10.13787/j.cnki.43-1374/z.2024.01.003

KinematicsModelingandTrajectoryPlanningforaRedundant

Manipulator

JIXiaoming

(CollegeofIntelligentManufacturingandEmergencyEquipment,JiangsuCollegeofSafetyTechnology,Xuzhou221011,Jiangsu)

[Abstract]Animprovedkinematicmodelingmethodandtrajectoryplanningmethodareproposedforthe7-DOF

redundantroboticarmmotionplanningproblem.First,theforwardkinematicmodeloftheredundantroboticarmis

establishedbytheimprovedDHparametermethod,whichdescribesthetransformationfromjointspacetoCartesianspace.

Then,theweightedleastsquaresmethodisproposedtoestablishtheinversekinematicmodeloftheredundantroboticarm

toquicklysolvethetransformationfromCartesianspacetojointspace.Meanwhile,thefifth-orderpolynomialinterpolation

functionisutilizedtoplanthejointspacetrajectoryoftheredundantroboticarmtoimprovetheflatnessoftheroboticarm

motion.Finally,theeffectivenessofthemethodproposedinthispaperisverifiedinsimulation,andtheresultsshowt