王 轸 常 健 李 斌 王 聪 刘 春 张良全

(*中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳 110016)(**中国科学院机器人与智能制造创新研究院 沈阳 110169)(***中国科学院大学 北京 100049)(****东北大学信息科学与工程学院 沈阳 110819)

(收稿日期：2019-11-13)

0 引 言

随着科学技术的进步，新一代的仿生机器人将遇到一系列的挑战[1]。替代人在恶劣环境下工作，仿生机器人表现出了良好的应用前景[2]。现今越来越复杂的工作环境，如太空探索、资源勘探、管道检查、水下工作等，对仿生机器人的工作内容有了更高的要求。目前，研究者通过模仿蛇的生理机构，研究出具有高自由度的蛇形机械臂。为了突出蛇形机械臂的高灵活性，降低机械臂主体的重量，多采用绳索驱动[3-4]。与传统机械臂相比，蛇形机械臂对复杂的工作环境具有更强的避障能力和适应性。

蛇形机械臂属于多冗余机器人，其逆运动学求解和轨迹规划具有一定难度，被国内外学者广泛研究。目前运动学求逆通常采用雅可比迭代法[5-7]，但是对多冗余机械臂，存在求解雅可比伪逆困难、计算量巨大的问题。王俊刚等人[8]针对多冗余蛇形机械臂提出了一种末端跟随运动的逆解算法。根据末端的运动，依次计算出其他关节的运动。与雅可比迭代法相比，末端跟随算法计算量得到了降低，但它只适用于基座能够平移的蛇形机械臂。董云等人[9]将遗传算法与解析法结合提出了计算量小、适应性强的逆解算法，但是其针对的是平面三自由度冗余机械臂，对于三维空间高自由度机械臂无法快速获得最优解。……