多机械臂协作空间分析与仿真
Cooperative Space Analysis and Simulation of Multi Manipulator
- 机械传动 2022年46卷第2期 页码：78-84
- 作者机构：
1.武汉科技大学 机械传动与制造工程湖北省重点实验室， 湖北 武汉 430081
- 作者简介：
邹成文（1996— ），男，湖北孝感人，硕士研究生；研究方向为机器人技术。
陶平（1964— ），女，四川叙永人，硕士，副教授；研究方向为机器人设计与研究。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.013
中图分类号：
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邹成文,陶平.多机械臂协作空间分析与仿真[J].机械传动,2022,46(02):78-84.
Zou Chengwen,Tao Ping.Cooperative Space Analysis and Simulation of Multi Manipulator[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(02):78-84.
邹成文,陶平.多机械臂协作空间分析与仿真[J].机械传动,2022,46(02):78-84. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.013.
Zou Chengwen,Tao Ping.Cooperative Space Analysis and Simulation of Multi Manipulator[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(02):78-84. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.013.
摘要
针对多机械臂协作系统模型的协作空间及奇异点问题，采用蒙特卡罗法和包络法进行分析。采用标准D-H参数法建立坐标系，在Matlab中建立机器人运动学模型，求出机器人的正运动学方程；采用蒙特卡罗法得到各机械臂的工作空间，采用包络法提取公共区域点，得到多机器人协作系统的协作空间及各个机械臂在协作空间内的关节角范围；提出了一种计算可操作度的算法，根据该算法计算分析了多机械臂在协作空间内的奇异点分布情况。采用Matlab/Robotics工具箱搭建仿真平台，并编写算法进行仿真分析，验证了多机器人协作系统运动学模型的正确性和合理性，证明了所提出的算法的可行性；为后续的协调操作和规避奇异点的轨迹规划奠定基础。
Abstract
Monte Carlo method and envelope method are used to analyze the cooperative space and singular points of multi manipulator cooperative system model. The standard D-H parameter method is used to establish the coordinate system， the kinematics model of the robot is established in Matlab， and the forward kinematics equation of the robot is obtained. The workspace of each manipulator is obtained by Monte Carlo method， the common area points are extracted by envelope method， and the cooperation space of the multi manipulator cooperation system and the joint angle range of each manipulator in the cooperation space are obtained. An algorithm to calculate the operability is presented. According to the algorithm， the singularity distribution of multi manipulator in the cooperative space is calculated and analyzed. The Matlab/Robotics toolbox is used to build the simulation platform， and the algorithm is compiled for simulation analysis， which verifies the correctness and rationality of the kinematics model analysis of the multi robot cooperative system， the feasibility of the proposed algorithm is proved and the foundation for the subsequent coordinated operation and trajectory planning to avoid singular points is laid.
关键词
多机械臂协作系统蒙特卡罗法包络法协作空间可操作度奇异点
Keywords
Multi manipulator cooperative systemMonte Carlo methodEnvelope methodCooperative spaceManipulabilitySingular point
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