吕 燕，安 凯

（山东航天电子技术所，山东 烟台 264003）

0 引言

传统轨迹规划分为关节空间的规划和在笛卡尔空间的规划两种。其中：关节空间的轨迹规划相对简单，且不会出现奇异位形，但末端的运动轨迹不直观；笛卡尔空间的轨迹规划较直观，但在规划过程中易产生奇异位形，同时其运动学逆解也相对复杂。圆弧运动是机器人完成点到点运动的常用运动方式，研究具有普遍意义。某6R机器人由6个回转关节组成，机器人末端装有机械手，用于完成操作任务，如安装相机执行拍摄任务，抓取物体，协助交会对接等。在机械臂末端执行任务时，为有效避开障碍物，防止抓手与障碍物碰撞、发生抓手或者障碍物的损坏等，本文基于文献［1］的机器人圆弧轨迹规划方法，对在笛卡尔空间的圆弧运动轨迹规划进行了研究。

1 运动学分析

用D－H法对机器人建模，如图1所示，杆件参数见表1［2］。其中：ai－1，αi－1，di，θi分别为D－H建模法中按运动顺序，由本坐标系变换至下一坐标系的旋转角度和平移长度。

图1 6R机器人模型Fig.1 6R－robot model

运动支架各连杆的参数为：d1＝135mm，d2＝50mm，d4＝－50mm，a2＝1 050mm，a3＝800mm。

机器人正运动学解是已知各关节的角度值，由运动学算法计算机械臂末端的位置和姿态。只要机器人的关节变量已知，就能根据运动学方程确定机器人的位置。

表1 D－H参数表Tab.1 D－H parameters

运动学逆解是已知关节末端期望的位置和姿态，由变量分离法求出各关节的转动角度。本文模型中，因构型特殊，求解较易。在多组解中，本文选取一组合适的解作为最终解。……