卫 沅

(河南科技大学 车辆与交通工程学院，河南 洛阳 471000)

人类作为自然界长期进化的高等生物，在结构和功能上有着许多独特的优越性，如人臂的安全性、柔顺性、运动灵活性等。把人体的相关特性应用到机器人的研究中，不仅可以使机器人的结构和功能产生质的飞跃，还可以帮助仿人机器人更好地融入人类社会生活并与人类进行高效、友好的沟通协作[1]。拟人机械臂的仿人运动研究在仿人机器人中占有重要的地位，它的技术成熟与否直接决定机器人能否胜任复杂而精细的操作任务[2]。

目前，对于拟人臂仿人运动规划的研究大致可以分为两类：一类是基于指标的方法，建立人臂臂姿指标，通过对指标的优化来达到目的。其中，应用较广的是由心理物理学演化而来的不舒适度指标[3]，该指标表明当关节角越远离中心角时，人就越感到不舒适。除此之外，学者们通过建立其他不同类型的指标来进行拟人臂的仿人运动。Zhao等[4]提出了一种基于能量指标的方法来进行臂姿的预测，该能量指标包括重力势能和弹性势能。甘亚辉等[5]利用人体工程学中的快速上肢评价指标来选定符合人类操作特点且满足性能要求的拟人臂构型。一些学者采用多目标函数融合的方式进行臂姿的预测。Chevtchenko等[6]在不舒适度指标的基础上，融合了关节位移、势能变化等其他指标，利用多指标加权的方式进行运动的预测。另一类是基于特性的方法，提取人臂运动特性，并将其融入到仿人运动规划中。……