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6自由度关节机器人运动学反解的共形几何代数方法

冯春 杨名利 尹飞鸿

冯春, 杨名利, 尹飞鸿. 6自由度关节机器人运动学反解的共形几何代数方法[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(8): 1198-1204. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0809
引用本文: 冯春, 杨名利, 尹飞鸿. 6自由度关节机器人运动学反解的共形几何代数方法[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(8): 1198-1204. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0809
Feng Chun, Yang Mingli, Yin Feihong. Inverse Kinematics for 6-DOF Articulated Robot Using Conformal Geometric Algebra[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(8): 1198-1204. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0809
Citation: Feng Chun, Yang Mingli, Yin Feihong. Inverse Kinematics for 6-DOF Articulated Robot Using Conformal Geometric Algebra[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2017, 36(8): 1198-1204. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0809

6自由度关节机器人运动学反解的共形几何代数方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2017.0809
基金项目: 

江苏省自然科学基金青年项目(BK20140252)与江苏省高校自然科学研究面上项目(14KJB510003)资助

详细信息
    作者简介:

    冯春(1981-),讲师,博士,研究方向为机器人路径规划,机器视觉技术,chun0471@163.com

Inverse Kinematics for 6-DOF Articulated Robot Using Conformal Geometric Algebra

  • 摘要: 机器人运动学模型的建立普遍利用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法和旋量法,但是D-H参数法的几何意义不够明确,旋量法则有低自由度、关节轴线相交于1点的结构限制。针对6自由度关节机器人反解问题提出一种利用共形几何代数求解的新方法。首先以旋转关节轴线和旋转平面为基础建立无坐标系机器人模型,并定义肩部、肘部和腕部3种机器人结构设计形式。然后在上述模型和机器人结构下利用已知共形点建立直线、平面、圆周和球体等共形几何对象,通过几何对象的约束关系进行简单的代数运算完成各关节轴的旋转角计算。另外,该方法在进一步简化代数运算的基础上,利用2直线对象和旋转平面法矢量的约束关系唯一确定旋转角,从而完成运动学反解计算。最后,以常用的人机协作的UNIVERSAL ROBOT UR5 6自由度关节机器人为例,利用该算法进行运动学反解的验证,计算结果表明该算法的正确性。
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  • 收稿日期:  2016-07-25
  • 刊出日期:  2017-08-05

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