王恒升，黄平伦，彭天博（1.中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083；.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083）



基于末端杆件姿态约束的串联机器臂避碰策略

王恒升1，2，黄平伦2，彭天博2
（1.中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083；2.中南大学机电工程学院，湖南长沙410083）

根据双臂凿岩台车上六自由度串联机械臂的工作特点，为减小机械臂运动干涉的可能性，提出了该机械臂在运动过程中保持末端杆件垂直于工作断面的姿态约束条件，并给出实现这一约束条件的运动学方法和空间杆件发生干涉的判断式.针对某隧道断面64个炮孔设计，对机械臂运动进行了仿真，结果表明文中所提方法具有良好的避碰效果.

六自由度串联机械臂；避碰；运动干涉；姿态约束

机器人运动干涉（避碰）问题的解决往往与路径规划联系在一起.过去几十年来，这一问题的研究范围包括移动机器人路径规划、多机器人路径规划、串联（并联）机械臂的路径规划等［1－2］.针对机器臂来说，路径规划的任务就是要在机械臂起点位姿和终点位姿之间寻找一条路径，沿着这条路径驱动关节变量向目标位姿运动的过程中，机械臂的各个杆件不会发生任何形式的碰撞（或称运动干涉），包括一个机械臂的各杆件之间、几个机械臂的杆件之间、机械臂与环境及障碍物之间.

路径规划及避障的研究大致可分为2类方法：

一类是基于规划的方法（或离线方法），一般……