任晓琳

(长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130012)



随车吊机械臂运动学建模及逆运动学求解

任晓琳

(长春工业大学 电气与电子工程学院，吉林 长春 130012)

根据随车吊机械臂各关节的运动特点，详细分析机械臂的运动学模型,采用齐次变换矩阵推导出系统的正运动学方程。针对随车吊机械臂逆运动学存在多解的问题，提出了一种基于改进收缩扩张因子的量子粒子群优化算法，并在算法中加入混沌搜索抑制“早熟”问题。仿真结果验证了机械臂逆解计算的有效性。

随车吊；逆运动学；量子粒子群；混沌搜索

0 引 言

随着工业自动化的发展，各行各业对机械设备自动化程度的要求也越来越高。机器人技术的快速发展，使智能化不断提高，而机器智能化不仅体现在先进的智能系统，也包括机器人本体机构特性的智能化。冗余机器人由于其自身结构具有较高的灵活性，再次受到研究者们的关注，并已成为机器人技术发展的一个重要方向。

随车吊是一个8自由度关节式机械臂，其运动学模型不仅是几何结构分析的基础，也是关节速度和加速度分析的基础。当前，机械臂运动学模型通常采用D-H参数法建立，其优点是便于进行雅克比矩阵的分析，但是在复杂的多关节的机械臂模型中，例如系统中存在回转、旋转、拉伸等多个关节时，机械臂不仅在x和z轴上运动，也有y轴上的运动，此时D-H参数法在关节坐标的设定上较为复杂。

另外，机械臂正向运动的解唯一且确定，逆向运动的解往往不唯一。……