机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
13期
42-51
,共10页
Tau理论%仿生%机器人%轨迹规划
Tau理論%倣生%機器人%軌跡規劃
Tau이론%방생%궤기인%궤적규화
Tau theory%bio-inspired%robot%trajectory planning
针对机器人在抓取目标前的接近运动,提出一种基于Tau理论的仿生轨迹规划方法.Tau理论是认知科学研究者通过试验研究总结出的人和动物在接近和抓取物体时的运动策略.在Tau理论的基础上,对Tau理论的两种基本运动策略(Tau耦合策略和内部Tau-g引导策略)进行运动学分析.针对内部Tau-g引导策略初始加速度不为零的问题,提出内部jerk引导的策略(内部Tau-j引导策略),并推导出基于Tau理论的机器人接近运动的轨迹规划公式.以三自由度平面机器人为例,进行轨迹规划、运动学分析、动力学分析、仿真和试验.结果表明,运用Tau理论进行轨迹规划,机器人手部的位置和姿态可在确定的时间同时到达目标,关节速度曲线、加速度曲线和驱动力矩曲线光滑连续,笛卡儿空间的轨迹是具有“钟形”光滑连续速度曲线的直线,验证了方法的有效性.
針對機器人在抓取目標前的接近運動,提齣一種基于Tau理論的倣生軌跡規劃方法.Tau理論是認知科學研究者通過試驗研究總結齣的人和動物在接近和抓取物體時的運動策略.在Tau理論的基礎上,對Tau理論的兩種基本運動策略(Tau耦閤策略和內部Tau-g引導策略)進行運動學分析.針對內部Tau-g引導策略初始加速度不為零的問題,提齣內部jerk引導的策略(內部Tau-j引導策略),併推導齣基于Tau理論的機器人接近運動的軌跡規劃公式.以三自由度平麵機器人為例,進行軌跡規劃、運動學分析、動力學分析、倣真和試驗.結果錶明,運用Tau理論進行軌跡規劃,機器人手部的位置和姿態可在確定的時間同時到達目標,關節速度麯線、加速度麯線和驅動力矩麯線光滑連續,笛卡兒空間的軌跡是具有“鐘形”光滑連續速度麯線的直線,驗證瞭方法的有效性.
침대궤기인재조취목표전적접근운동,제출일충기우Tau이론적방생궤적규화방법.Tau이론시인지과학연구자통과시험연구총결출적인화동물재접근화조취물체시적운동책략.재Tau이론적기출상,대Tau이론적량충기본운동책략(Tau우합책략화내부Tau-g인도책략)진행운동학분석.침대내부Tau-g인도책략초시가속도불위령적문제,제출내부jerk인도적책략(내부Tau-j인도책략),병추도출기우Tau이론적궤기인접근운동적궤적규화공식.이삼자유도평면궤기인위례,진행궤적규화、운동학분석、동역학분석、방진화시험.결과표명,운용Tau이론진행궤적규화,궤기인수부적위치화자태가재학정적시간동시도체목표,관절속도곡선、가속도곡선화구동력구곡선광활련속,적잡인공간적궤적시구유“종형”광활련속속도곡선적직선,험증료방법적유효성.