拟人机械臂关节等效的运动学映射算法

作     者：李斯雨 闵华松 王琪 LI Siyu;MIN Huasong;WANG Qi

作者机构：武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430080 

出 版 物：《计算机工程与应用》 (Computer Engineering and Applications)

年 卷 期：2023年第59卷第20期

页      面：318-325页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61673304) 湖北省重大科技创新项目(2019AAA071) 十三五国家重点研发计划(2017YFB1300405) 武汉市应用基础前沿项目(2018010401011275)。 

主　　题：机器人模仿 运动学映射 运动相似性 拟人机械臂 

摘      要：为了更好地促进机器人对人体动作的实时精准模仿,以人臂运动特性为基础,针对拟人机械臂提出了一种基于等效关节的运动学映射算法。该方法根据人臂关节运动特点,将拟人机械臂关节等效为人臂关节,建立人臂到机械臂的转换模型。并由转换模型与人臂特征函数确定映射函数,解决了人臂关节与拟人机械臂关节之间旋转轴线差异问题。针对拟人机械臂逆运动学复杂问题,提出一种新的逆运动学求解方法。该方法利用等效关节为球关节特点,将拟人机械臂逆运动学问题分解成三个问题,分别求解各关节角。仿真和实际实验结果表明,所提出的映射方法能够使机器人平滑且准确地复现人臂动作,拥有较高末端精度与完美的位形相似度。并与基于关节空间的映射算法和任务空间的映射方法进行了比较。