一种串联机械臂关节空间刚度最优路径求解方法

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作   者：

马建伟;  孙赫辰;  闫惠腾;  吕琦;  高松; 

作者机构：

精密与特种加工教育部重点实验室; 

关键词：

刚度;  动态性能;  串联机械臂;  关节空间路径;  路径规划; 

期刊名称：

机械工程学报

i s s n：

0577-6686

年卷期：

2022 年 58 卷 014 期

页   码：

54-61

摘   要：

串联机械臂关节空间路径求解是机器人研究领域的热点.然而,现有研究往往欠虑串联机械臂自身弱刚性,致使串联机械臂在给定操作空间路径下关节空间路径选择不当,影响运动精度.为提升串联机械臂在实际工作时刚度,提出一种串联机械臂关节空间刚度最优路径求解方法.首先基于Levenberg-Marquardt(LM)算法求取串联机械臂关节空间路径可行解,进而通过定义串联机械臂刚度性能指标,以刚度性能最大为目标,实现串联机械臂关节空间刚度最优路径求解,最后在6轴串联机械臂上进行方法验证.结果表明,面向相同操作空间路径,提出方法得到的串联机械臂关节空间路径刚度与基于连续迭代的数值法相比提高了 50%以上,证明提出方法可有效提升给定操作空间路径下串联机械臂运动刚度,对提高串联机械臂运动精度,抑制变形和颤振,进而实现串联机械臂在机械加工领域的推广与应用具有重要意义.