【摘 要】
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相较于单臂机器人,双臂机器人拥有冗余的自由度,能够执行更灵巧的操作和完成更复杂的协同任务。双臂机器人在进行灵巧操作时,末端执行器之间的距离往往非常接近,在对双臂协作机器人进行轨迹规划时,要求提供十分精确的碰撞检测算法,以保证机械臂的安全。针对上述问题,本文对面向双臂协作机器人的连续碰撞检测算法进行研究,主要研究内容为:·提出了一种面向双臂协作机器人灵巧操作的连续碰撞检测算法,该算法基于泰勒模型在机
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相较于单臂机器人,双臂机器人拥有冗余的自由度,能够执行更灵巧的操作和完成更复杂的协同任务。双臂机器人在进行灵巧操作时,末端执行器之间的距离往往非常接近,在对双臂协作机器人进行轨迹规划时,要求提供十分精确的碰撞检测算法,以保证机械臂的安全。针对上述问题,本文对面向双臂协作机器人的连续碰撞检测算法进行研究,主要研究内容为:·提出了一种面向双臂协作机器人灵巧操作的连续碰撞检测算法,该算法基于泰勒模型在机器人正向运动学中的应用,描述机械臂上任意点的运动,为机械臂点对的距离函数提供了准确且紧贴的多项式包围,该方法零点和极值求解简单,并介绍了泰勒模型的定义和基本运算法则。·为了提高算法效率,结合了基于包围体层次结构的空间划分方法,重点介绍了包围体层次结构的构建方法和相交测试算法,并介绍了不同的包围体类型及其在创建、更新和距离计算上的优缺点,为本文算法选择合适的包围体类型提供了理论依据,然后比较了不同的包围体层次结构在连续碰撞检测算法中的应用效果。·以ROS和MoveIt!为基础,搭建了机器人运动控制与算法验证平台,基于该平台设计和规划了Yu Mi双臂协作机器人的运动轨迹,并比较了本文提出的算法与FCL中碰撞检测算法的效率。
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