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机器人取代人类在各种特殊环境下完成作业一直是机器人研究领域的热点,同位素的分装作业作为特殊环境作业的一种,也备受关注。ROS是机器人程序设计的一个事实标准,本文基于ROS架构,针对特殊环境下同位素分装机器人的一些基本问题展开了研究。在同位素机器人分装过程中涉及到运动学、动力学、PLC控制、编程实现等等机器人学科的知识内容,本文着重研究同位素分装机器人的运动规划及控制仿真。基于ROS平台搭建了同位素分装机器人的系统框架,在MoveIt中进行了冗余机械臂的轨迹规划和运动规划算法的改进,联合Gazebo对同位素钢棒进行了抓取仿真实验。基于ROS平台对同位素分装机器人的软件系统框架进行了初步设计,通过从D-H参数到ROS tf的正运动学理论分析,建立了同位素分装机器人的URDF虚拟仿真模型。采用遍历法获取了同位素分装机器人冗余机械臂的可达空间。采用基于速度层面的雅克比迭代法——Newton-Raphson迭代法对虚拟仿真模型进行了冗余机械臂的逆运动学求解分析,并对冗余机械臂的逆运动学多解问题提出了相应的优化性能指标。针对逆解优化问题提出并实现了逆运动学解算器IKFast插件的生成使用。对MoveIt软件框架进行了梳理分析,在MoveIt中展开了同位素分装机器人的轨迹规划,并在代码层面做了实现。将RRT-Connect算法和任意时间RRT算法(Anytime RRT)融合,提出了一种新的Anytime RRT-Connect算法,通过OMPL对新的算法做了轨迹规划实验验证。并提出了基于Anytime RRT-Connect算法的同位素钢棒的抓取方案。在控制层面,在Gazebo中对同位素分装机器人的控制器部分进行了设计,通过对ros_control数据结构的分析,联合MoveIt和Gazebo,创建了gazebo_ros_control控制器插件,将新的Anytime RRT-Connect算法注册到了IKFast逆运动学求解器,联合MoveIt和Gazebo用新的Anytime RRT-Connect算法做了同位素钢棒的抓取仿真实验。